当初、放射線は波の性質を持っていると信じられていました。これは、マクスウェルの方程式とヘルツが行った実験によって証明されました。同じ頃、いくつかの異なる実験により、光が粒子の性質を持つ可能性が示唆されました。ウィリアム クルックスは、1870 年に陰極線を発見したとされています。これは、放射線の粒子性を確立する上で大きなマイルストーンでした。このように、放射線には、粒子と波動の両方の性質があります。通常、このトピックに関する試験ではいくつかの問題が出題されます。読み進めて、放射線と物質の二重性について詳しく調べてください。
重要な質問
<オール>Ans:光子のエネルギーは、E =h𝜈 のように周波数と関連付けることができます。ここで、E は光子のエネルギー、h はプランク定数で、その値は 6.6 x 10-34 J 秒、𝜈 は周波数。
また、𝜈 =c/𝜆;ここで、c は光の速度であり、𝜆その波長です。
𝜆 =600 nm =6 x 10-7 m
したがって、E =6.6 x 10-34 x 3 x 108 / 6 x 10-7 =3.3 x 10-19 J または 3.3 eV
周波数、𝜈 =3 x 108 / 6 x 10-7 =5 x 1014 秒-1
回答:放射線が金属の表面に入射すると、表面の電子が放射線のエネルギーを吸収して、表面の正イオンによる静電引力に打ち勝ちます。電子は表面から放出され、周囲の大気に逃げます。この現象は光電放出として知られており、ヘルツによって発見されました。
このための基本的な要件は、入射放射線のエネルギーが電子のエネルギー以上であることです。
Ans:閾値波長と仕事関数の間には反比例の関係があります。仕事関数が高いほど、閾値波長は低くなります。したがって、しきい値波長は Y の方が高くなります。
Ans:停止電位は、光電子の流れが停止するように金属に与えられる遅延電位として定義されます。停止電位の値は最大運動エネルギーの値に等しく、この場合は 5eV です。
回答:同じエネルギーの放射線が両方の材料に入射する場合、放出された電子の運動エネルギーは高くなり、仕事関数の値は低くなります。したがって、X の表面から放出された電子の場合、運動エネルギーは高くなります。
答え:最も速く動く電子の運動エネルギー =放射のエネルギー – 仕事関数
したがって、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 または 2 eV
そのような電子の速度がゼロになるため、最も遅く移動する電子の運動エネルギーはゼロになります。
<オール>
答え:K.E =0.5 x mv2
100 × 10-19 =0.5 × 9.1 × 10-31 × v2
これを解くと、v =5.9 x 106 m/s
波長、𝜆 =h/mv
𝜆 =6.6 x 10-34/ (9.1 x 10-31 x 5.9 x 106)
𝜆 =午後 123 時 (午後はピコメートル)
モメンタム、p =mv
p=9.1 x 10-31 x 5.9 x 106 =5.4 x 10-24 kg m/s
<オール>
Ans:入射放射線の周波数が増加すると、運動エネルギーが増加します。ただし、光電流は残ります。放出される電子の数は同じままです (速度のみが変化します)。
答え:𝜆 =h/mv (ドブロイの式) のように、粒子の波長はそのサイズに反比例します。したがって、サイズが大きいほど、波長は短くなります。テニスボールは非常に大きいため、それに関連する波長は人間の目には見えません.
答え:粒子の運動量、p =(2mqV)1/2
α粒子の質量は陽子の4倍です。 α 粒子の電荷は、陽子の電荷の 2 倍です。
したがって、pα-粒子/プロトン =22/1
𝜆 は運動量に反比例するので、 𝜆α粒子/𝜆陽子 =1/ 22
結論
放射線と物質の二重性質の概念を理解したら、放射線と物質の二重性質を実行します。次のステップは重要な質問です。試験では、このトピックに関する問題がよく出題されるため、健全な理解が不可欠です。この記事では、このトピックに関するよくある質問を取り上げました。試験には十分です。
