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物理 高校生

これ基底状態から第一励起状態になるときk格からL格に電子が1つ移ることで電子同士の斥力でなんかすごいことになったりしないんですか?

594. フランク・ヘルツの実験 解答 (1) 解説を参照 (2) 2.5 指針 加速された電子の運動エネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギーの低い励起状態とのエネルギー差に等しくなるとき, 原 子内の電子を励起し、エネルギーを失う。 エネルギー差に等しくないと きは、原子内の電子を励起できず, エネルギーを失わない。 解説 (1) FG間の電位差で加速された電子は,その運動エネル ギーが小さいとき, 水銀原子に衝突しても, 原子内の電子を励起でき ないので,途中でエネルギーを失うことなくPに達する。 しかし, 加 速した電子のエネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギー の低い励起状態とのエネルギー差に等しくなると,電子は,水銀原子 内の電子を励起し, エネルギーを失う。 このため,電子は, Gよりも わずかに電位の低いPに到達できなくなり、 電流計に流れる電流が減 少する。 さらに電位差Vを大きくすると,やがて電子のエネルギーは, 2回目の励起によって失われ、 再び電流が減少する。 このようにして, 電流は,増加・減少を繰り返す (図)。 (2) 電位差Vが4.9V 大きくなるたびに、電流は減少を繰り返すため. 水銀原子のエネルギー準位の差は 4.9eV である。 また, 観測される紫 外線は, 励起された水銀原子内の電子が基底状態にもどるときに放出 される光子であり, 4.9eVのエネルギーをもつ。 プランク定数をん, 電気素量をe, 光速を c, 紫外線の波長を入とする と. eV= 入について整理し, 各数値を代入すると, i= hc eV = hc 入 ( 6.6×10-34) × ( 3.0×10) (1.6×10-19)×4.9 = 2.52×10-7m 2.5×10-7m 理 C

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物理 高校生

最初の方だけでもわかる方いますか?教えてください。

1 以下の文幸において, 空欄(オ)ー(ク) を式で, () 0 (5 10 文字以内の言葉でそれぞれ埋めよ。ただし。 (ア)ー(ク) においては 0 ー6 ょせよまた, (ク)においては, =16x10 TO プランク定数ヵ=66X10『 (Js) 光の速さて=3.0X 10! (m/s) を用いよ。 実際の原子では, とり得る 内部エネルギーの値はと びとびである。1 番エネルギーの低 い状態 (エネルギー 五) を基底状態 次にエネルギーの低い状態 (エネルギー 巨)を励起状 能とよぶ。電子の衝突によって, 基底状態にあ る原子を励起状態にするためには, 電子の エネルギー 訪 は| オ | の不等式を満たさ なければならない。 原子の内部エネルギー状態を実験的に観測する ために, 図 1 のような実験装置を考え た。図で, 陰極Cから出た電子は, 陰極Cと 格子状の加速電極 G との間にかけた電圧 Y。 で加速され, 管内に満たされた水銀蒸気の中 を通過する。電子が電極 G の位置に到 達するまでに, 電子は複数回水銀原子と衝突するよ うに, 水銀蒸気の圧力が調節されて いる。 さらに, 陽極P と電極Gの間には, 電子の進行を妨げる向きに一定の電圧 Ys (05 V 得度) がかけられ, 陽極 P に到達する電子による電流 7p が電流計で測定される。 加速電圧 。を 0 から次第に増加させ, 『。>。 になると, 電子は次第に陽極P に集 まるようになる。最初のうちは, 電子が途中で水銀原子に衝突しても水銀原子を励起で きないので, 電極 G の位置まで進行した電子のエネルギー 玉。 は, [ カカ |である。 さらに 。 を増加させて 所 が (オ) の条件を満たすようになると, 衝突によって水銀 原子を励起したのちの電子のエネルギーは 戸/ に下がり, その差 一がは| キ |であ る。GP 間の減速効果を考えると,。 と 政/の間に[ ク |の関係が成り立つ場合には, その電子は陽極 P に到達できない。このため, 7,は減少しはじめ, ーリ。 曲線には極 大が現れる。さらに Y。を増加させると, 再び電子は陽極 P に到達し, 7。 は増加する。 験の結果, 図2のようにY。=4.9(V) と9.8Vでが極大をもつ曲線が得られ】 =4.9 (V) を越えると, 水銀蒸気から波長が| ケ ]m である紫外 の極大については, それが9.8 (V) で現れるこょ [ヨコ ] ために生じたと説明できる。こ、 ン

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