この問題pとΦとΘ使って良いと書いてないのですが 誤植ですか？

条件 していることを確かめよ。 (2) 0=30°において, (3) 0°30°の範囲内で角度を大きくしていく間, 反射された電子線が強くなるの (16. 福岡教育大改) は何回あるか。 線が物質中に入射し, コン プトン効果がおこって電子が散乱された。 図のように, 入射y線と散乱線の波長をそれぞれ入,X', エネル ギーをE,E' とし,散乱された電子の質量をm,運動 量をpとする。また,入射y線の方向に対する散乱角 を, y線と電子でそれぞれ0,とし, プランク定数 をh.光速をc とする。 次の各問に答えよ。 (1) 入射y線,散乱y線, 電子からなる系において,入射y線の入射方向とそれに直角 な方向について,それぞれ運動量保存の式を示せ。 入, i', h を用いて答えよ。 h (1-cose) と表される。このとき,散乱線の mc やや難 585. コンプトン効果 (2) 散乱y線の波長 入' は, i'=入+ エネルギーE'が,E' = E mc2 E 1+ -(1-cos) 入射線 A, E となることを示せ。 物質 散乱線 X. E 0 8 m.p (3) 散乱された電子のエネルギーが最大になる角6を求めよ。 (4) セシウム137Cs から発生するエネルギー 662keVァ線を入射させる。 (3)の条件 の場合,電子に与えられるエネルギーは何 keV か。 桁で求めよ。 mc² = 511keV とし,有効数字 2 (11. 慶應義塾大改) 例題49 ヒント 584 (2) 隣りあう2つの結晶面で反射する電子線の経路差は, 2dsin30°である。 585 (3) エネルギー保存の法則から、E'が最小のときに電子のエネルギーが最大となる。

なぜグラフの直線と横軸との交点が限界振動数になるのでしょうか？

リード C 基本例題 68 光電効果 図1は光電効果を調べる装置で, 光を金属面に当て 光 飛び出した光電子を電極Pで捕獲すると, 回路に電流が 流れる。 このときPの電位がKより Vo〔V〕 以上低くな ると,光電子はPに達する前に押しもどされ,電流が0 になる。 光の振動数 [Hz] と阻止電圧 Vo [V] の関係を 調べたら図2のようになった。 光の速さc=3.0×10° m/s, 電子の電気量-e=-1.6×10-19C とする。 (1) この光電管の限界波長 入。 (光電効果が起こる光のう ち最も長い波長) を求めよ。 (2) 金属Kの仕事関数 W は何Jか。 (3) プランク定数んは何J's か。 = 1.8 4.5×1014 W=1.8×(1.6×10-19 ) ≒ 2.9×10-1J h= 第22章 電子と光 187 -0.5 =-1.8 -1.0 e (3) グラフはvが4.5×10 Hz 増加する間に 1.8V 増えるの 1.5 で,傾きは h e 1.8 VoA [V] 1.5 指針 光電効果の式 「Ko=hv-W｣, 光電管の阻止電圧の式 「Ko = evo」 より, だから。図2は傾き , Vo切片-1 h W eVo=hv-W, Vo=hy- W e e e 解答 (1) グラフの直線と横軸との交点が限界振動数vo [Hz] である。 [Vo[V] C 3.0×10° 「c=vodo」の関係より 入。 == Vo 4.5×1014 (2) グラフより Vo軸の切片は1.8V なので W 4.5 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 ≒ 6.7×107m 1.0 20.5 0 319,320 @THE 68 V 24 (x10¹4Hz) 4.5 図2 -10-14×(1.6×10-18)=6.4×10-34J-S の直線である。 傾き 14.5 7 ン [×10 Hz] W e 切片- -1.8 322

(5)解説で「⑤式において、θ＝135°にもかかわらずΔλ≒0となるのは〜」とあるのですが、なんでΔλが0に近づくとX線強度が跳ね上がるのですか？ (出典:難問題の系統とその解き方)

(i) 電圧 くなり ・飛び のよう たの) 傾きこん Wo h ら, 例題 コンプトン効果 電子の質量をm, プランク定数をん, 光速をcとして、以下の設問 に答えよ。なお, (1), (2) 以外は解法も簡潔に記すこと。 [A] 1923年, コンプトンは波長入のX線を金属薄膜に照射し、散乱さ れたX線の強度の角度分布を測定した。その結果の一部を模式的 に示したのが図1であり,X線が散乱されてもとの波長より長く なっている成分のあることが観測されている。 コンプトンはこの現象を,X線を粒子と考え、この粒子すなわ 光子と静止している電子との衝突と考えて解明した。 図1(a) X線強度 (X線の散乱角80°) 入 X線波長 図 1 (b) X線強度 (X線の散乱角0=135°) M 入。 入 X線波長 図2 入射光子 (19) O- 散乱光子 (1) O 反跳電子 (0) (1) 光子のエネルギーEと運動量P を,h, c, およびX線の波長入のう ち必要なものを用いて, それぞれ表せ。 (1-cos 0) を導け。 ただし、 (2) 散乱前後の光子の波長をそれぞれ入, 入] とし, 反跳電子の速さをか とし,入射方向に対するそれぞれの散乱角を,図2のように0.④と する。このとき,入射方向とそれに垂直な方向の運動量保存則を それぞれ記し,さらに、エネルギー保存則を記せ。 h (3) 41 (=A₁-A)=- 4 « 1 として、 do mc 近似を用いること｡ (4) 反跳電子の運動エネルギーの最大値T maxをm,hcおよびふを用 いて表せ。 (50=135°の図1(b) では, 波長入。 付近にもピークが見られる。波長の ピークが光子と金属中の電子との散乱によるのなら､山のピーク は光子と何との散乱と考えられるか。 理由も述べよ。 [B] 一方、電子の波動性については, 1924年ド・ブロイが予想し, 1927年デヴィッスンとジャーマーが検証した。 彼らは格子間隔dの 2-1 原子の構造 263

物理 量子力学 解き方、使う公式など全く分かりません 教えて頂けると助かります🙇⋱

演習問題 プランク定数んも求める] *** tote 1. ある金属の表面に550nmの光を照射したところ。 2.96×10ms の速さで電子 が飛び出していき、400nmの光を照射したところ。 6.22×10ms の速さで電子が 飛び出していった。この金属の仕事関数と、電子が飛び出していくために必要な光の 波長を求めなさい。

この問題の光子の個数の方教えてください。 解法は暗記してしまったのですが、正直意味があまり理解できてないので教えて欲しいです🙇‍♀️🙇‍♀️

問1 ん=6.62607004×10 J's JOTUNTUS 3/5 MOTH 振動数が 5.0×1014 Hz の光の光子1個がもっているエネルギーはいくらか。 また, この振動数の単色光を出す光源の強さが1.0W のとき、 毎秒何個の光 子が光源から出ているか。 ただし, プランク定数を6.6×10-34J • s とする。 3.3×10-19J, 3.0×1018 個 M7155XU 10 15

3.4どちらも分からなく、ネットで調べましたが出てきませんでした…教えてください。答えもつけています。

20 25 30 3 コンプトン効果 波長 à[m]のX線光子が, 静止している質量m[kg] の電子 に衝突して, 角90°の方向に散乱し, 波長が入' [m] となり, 電子は速さv[m/s]ではね飛ばされた。 真空中の光の速さ をc[m/s], プランク定数を[J･s] とする。 電子 (1) 衝突前後のエネルギー保存則の式をかけ。 (2) 衝突前後の運動量ベクトルの関係を考えることにより, (mu) を式で表せ。 入射X線 X' 入 (3) 近似式 12/12 + 1/11 2 を用いて,X-1を』を用いない式で表せ。 -A=2 ≒2 入 14 電子線の回折 図のように、規則正しく配列された原子がつくる面入射電子線 の間隔がd [m]の結晶に, 運動エネルギーE[J] の 電子を用いた電子線を原子の配列面と0の角をな す方向に入射させる。 0を0°から増加させながら 反射電子線の強度を測定したところ, 0=30°のと き, 4回目の極大を示した。 原子の配列面の間隔 d[m] を求めよ。 電子の質量をm[kg], プランク定数をh 〔J・s] とする。 原子 2 0 散乱X線 反射電子線 2 d ARLOrn

(6)で電圧を上げた場合、グラフが平行移動になる理由がよく分かりません

146. 〈ブラッグ反射と金属からの光の発生> 図1は,真空中で金属単結晶試料に10~100 eV 程度のエネルギーをもつ電子線を照射して、試料 から反射される電子または放射される光を測定す る実験装置である。 装置には, 試料に対して一定 のエネルギーをもった電子線を照射する電子銃, 反射された電子を検出する電子検出器, および放 射された光の強さと波長を測定する分光器が取り 電子 BEY 電子銃 分光器 図 1 金属単結晶 検出器 電子

赤線の数値ってどこから来たんですか？ 分かる人教えて欲しいです。

解答は導き方も簡単に示して下さい。 1. 真空中を振動数 v [1/s] の光子が進んでいるとき、この光子の運動量の大きさはいくらか。 ただし、プランク定数を h [Js]、 真空中の光速をc[m/s] とする。 2. 黒体放射において、 黒体の温度を上昇させた場合、 放射光のエネルギー密度のピークの波長はどうなるか。 3. 光電効果において、入射光子の強度を増加すると、 放出される光電子はどうなるか。 4. 単色のX線を炭素の結晶に照射したとき、炭素の結晶中の電子によって散乱されたX線の振動数は、散乱角が大きく なるとどうなるか。 5.à=1、β=1としたとき、 [àâ, ] を求めよ。 6. 領域 (0≦x≦ a) では質量mの粒子1個が自由に運動しているが、この領域外には出られないという1次元の量子力 学系を考える。この系の波動関数は重(z)= = Vaz sinzz) (n=1,2,3,...) で与えられる。 第2励起状態において、粒 子の存在確率が一番低い点の座標の値を求めよ。 7.3 次元の直方体の箱の中に質量mの粒子が1つ閉じ込められている量子力学系を考える。 直方体のx,y,z 方向の辺の 長さがそれぞれ2a、α、 α のとき、 基底状態、 第1励起状態、 第2励起状態はどのような量子状態か。r,y,z 方向の量 子数 nx, ny, nz, (nony,n=1,2,3,...) の組み合わせ (n, ny, nz) を用いて答えよ。 8. 原子核の質量を無限大とした近似では、水素類似原子系のエネルギー準位は、En = -Z2 Rochen と表される。ここ で､Zは原子番号、 R. はリュードベリ定数、んはプランク定数、cは真空中の光速、 n(n=1,2,3,...) は主量子数を それぞれ表している。 この近似のもとで Be + の 2p軌道から 1s 軌道へ電子が遷移した時に放出される光子の振動数は いくらか。 記号を用いて答えよ。 9. 球面調和関数 Y5, -3(0, 0) に対する軌道角運動量の大きさの2乗を表す演算子 と軌道角運動量の成分を表す演算子 の固有値を求めよ。 10. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 マグネシウム原子 Mg の基底状態の配置 1s22s22p 3s2 の全 スピン角運動量量子数の値はいくらか。 また、 その値になる理由を説明せよ。 11. 原子軌道をラッセルーソンダースカップリングで考える。 ベリリウム原子 Be の励起状態の配置 1s22s 2pl の取り得る 可能な軌道すべての項の記号を書け。 12. 区間 0≦x≦ a に閉じ込められた粒子を考える。非摂動状態では、この区間内では、粒子に働くポテンシャルは0 とする。この区間内に摂動として (1) = -esin' (™z/a) (sは正の定数)が加わった場合を考える。基底状態の非摂 動波動関数は (0) = sin(πz/a) である。この状態に対するエネルギーの一次補正を求めよ。計算には積分公式 a ∫ sin(ax)dx = 誓 on sin(ar) cos(az) - do sin' (az) cos (az) +C (C は積分定数) を用いてよい。 8a 13. 水素類似原子の 2p 軌道における電子の距離の逆数の期待値 <-> 2p を求めよ。ただし、動径方向の波動関数は Z +2 1/16 (3) ²0 2√6 で表され、 Z は原子番号、 α はボーア半径を表す。 R2.1(r)= re-(Z)r 14. 授業中に紹介した20世紀以降に生まれた物理学者1名の名前 (苗字だけでよい) を示して、その人の業績を説明せよ。

写真1枚目の赤線の部分の意味がわかりません。なぜ、単純に上下左右逆にしただけではダメなのでしょうか？ 写真2枚目の問題は単純に上下左右逆にするだけで良かったので、尚更意味がわかりません。

計に電流 [Ω]とす ab間を導 1.0Ωよ る。 考える。 抵抗と抵 源可変 流をそれ 抵抗 (2.0 で、オー 洗印の向 ルヒホッ の向き 電流の向きの別解) 可変抵抗の抵抗値を100にすると, ab間の検流 計に電流が流れないので、 点と点bは等電位であ る。 ab間の検流計と導線を取り去り、 可変抵抗の抵 抗値を1.00より大きくすると、 点aを流れる電流 は小さくなるので, 2.0Ωの抵抗に加わる電圧は小さ くなり,点の電位は低くなる。 また,点bを流れ る電流は変化しないので、 点bの電位は変化しない。 よって、この状態でab間を導線でつなぐと, ba の向きに電流が流れる。 +α! ホイートストンブリッジ ••••••･・･･ ホイートストンブリッジは、中央に検流計 電流計、 電圧計が接続されたり, ひし形に表されたりするこ ことがある。 検流計 ホイートストンブリッジは未知抵抗の抵抗値を測 定する回路である。 中央の検流計に電流が流れない ように三つの抵抗の抵抗値を調整すると、 残り一つ の抵抗の抵抗値を精度よく求めることができる。 問33 ③ 4 ② 3 凹面鏡による像 Point! 凹面鏡による像の作図 ① 光軸に平行な光線は、 反射後, 焦点Fを通る。 ② 焦点Fを通る光線は反射後。 光軸に平行に進 む (①の逆進)。 ③ 凹面鏡の球面の中心を通る光線は, 反射後、 逆向きに進む。 # 50 +0. 物体 ① 光軸 (2 # ne (2) 実像 凹面鏡 物体 凹面鏡 LE 0 虚像 気づき・課題設定 3 スプーンの内側 (凹面) による像は、 凹面鏡と同じよ うに考えることができる。 Point! の図のように、 画面 鏡の焦点の外側に物体を置くと、凹面鏡の前方に倒立 の実像ができる。 また、画面鏡の焦点の内側に物体を 置くと、物体からの光は反射後に広がってしまうので、 実像はできず, 正立の虚像ができる。 ここでは,ス プーンの内側に映るAさんの実像を見ている｡した がって、スプーンの内側に映るA さんの実像は倒立 で、上下左右が逆の像になり、その像をBさんが 見ると ③ のようになる｡ | 4 凸面鏡による像 (第1回-3) Point! 凸面鏡による像の作図 ......... ① 光軸に平行な光線は、反射後。 焦点Fから出た ように進む ② 焦点Fに向かう光線は反射後、光軸に平行に 進む ( ①の逆進)。 ③ 凸面鏡の球面の中心Cに向かう光線は、反射後、 逆向きに進む。 光軸 物体① (2) 凸面鏡 スプーンの外側(凸面) による像は, 凸面鏡と同じよ うに考えることができる。 Point! の図のように, 凸面 鏡では、物体の位置にかかわらず正立の虚像ができる。 したがって, スプーンの外側に映る A さんの虚像は 正立であり, 平面鏡の場合と同じように上下左右が 映り②のようになる。 なお、凸面鏡では,映る範囲は平面鏡より広くなる｡ そのため, 凸面鏡は道路の交差点やカーブに取り付け られている事故防止のための鏡などに使われている。 問3 次の文章中の空欄 3 4 に入れる図として最も適当なものを, 後の①~④のうちから一つずつ選べ。 ただし、同じものを繰り返し選んでも よい｡ 図3は, Aさんを真正面から見た様子である。 図3のAさんの真正面で, Aさんに背中を向けたBさんが,図4のようにして、手に持ったスプーン の内側(スプーンの凹面)に映るA さんの実像を見た。 このとき, Bさんが 見た実像の上下・左右の関係を表す図は 34 である。次に、同じ状態で、 Bさんがスプーンだけを反転させ、手に持ったスプーンの外側(スプーンの 凸面)に映るAさんの虚像を見た。 このとき, Bさんが見た虚像の上下・左 右の関係を表す図24 である。 Aさん 図 3 Aさん (第1回-4) 図 4 Bさん 凹面

穴埋めが分かりません。教えてくださいm(_ _)m

(3) 次の文の を埋めなさい。 ただし、プランク定数はん 〔J's], 光速はc 〔m/s], 電子の質量はm(kg〕 とする。 ある金属の表面に波長が入 〔m〕 の紫外線を当てたとき, 外部に飛び出してきた最も 速い電子の速さはv[m/s]であった。 このときの光子のエネルギーは ① であり、また、電子の運動エネルギーは ② [J] である。したがって、この金属 中の自由電子が、陽イオンからの引力の束縛を断ち切って外部に飛び出すために必要 という。 なエネルギーは 3 [J] となる。 ③のことを