物理 大学生・専門学校生・社会人 4年以上前

ドブロイ波長についてなんですが 波長の整数倍nと量子数nが一致する理由ってありますか？

標準問題 子の速さを1,真空のクーロンの法則の比例定数を ko とすると, 軌道半径rはe, m, ko, v との間にはたらく静電気力を向心力として, 等速円運動をしていると考える。このときの電 を用いてア=ア] と表せる。 軌道の周の長さ 2πrは, 量子条件より, 正の整数(量子数) 20原 124 A) 必147.〈水素原子モデル〉 次の文中の「ア]から「カに適切な数式や数値を入れよ。 ボーアは水素原子の構造に関する次のようなモデルを提唱した。 n, プランク定数hおよびm, uを用いて, 2πr=_イ」と表せる。この式は,ド·プロイに よって物質波の考えが導入されて以降,「2πrが定常状態の電子の波長(ド· プロイ波長)の 整数倍である」と考えられるようになった。これらの関係から, 量子数nの定常状態の軌道 半径r,はe, m, ko, h, n, π を用いて, グカ=ウ」と表すことができる。n番目の定常状 態にある軌道上の電子の全エネルギー Enは, 電子の運動エネルギーと,静電気力による位 置エネルギー(無限遠を基準とする)の和より, e, m, ko, h, n, π を用いて, En=エ と表される。このように, ボーアは水素原子の中で定常状態にある電子は,とびとびのエネ ルギー準位をもつという仮説をたてた。 ボーアの水素原子モデルにおいて, 電子が n=1 の定常状態にあるときを基底状態, n>2 の定常状態にあるときを励起状態という。量子数nの励起状態にある電子は,きわめて短い 時間で量子数n'("'<n)の状態に移り,その差のエネルギーを光子として放出する。このと き,放出される光子の波長入は振動数条件から, 真空中の光の速さcおよび e, m, ko, h, n, n', π を用いて, ー%=Dオ]と表される。 水素原子の示す線スペクトルの観測結果から得られた輝線の波長入は,リュードベリ定数 Rを用いてー=Rー)の規則性をもつことが示されていた。 ボーアの水素原子モデ ルによるリュードベリ定数の計算結果は, すでに知られていたリュードベリ定数の値と高い 精度で一致し,水素原子のスペクトルを理論的に説明することに成功した。リュードベリ定 数 R=1.1×10'/m とすると, 水素原子の線スペクトルのうち, 可視光線領域 (3.8~7.8×10-7m)の輝線群の2番目に長い波長は, 有効数字2桁でカ 1 1 2 n Im と計算できる。 [20 九州工大 改]

物理 高校生 4年以上前

問七の問題のとゅうしきがわかりません！ 回答は写真に載っています よろしくお願いします！

A 物質波 光やX線などの電磁波が粒子性を示すことが明らかになると,ド.プロ イは逆に,それまで粒子と思われていた電子のような 粒子も,波として 1892-1987 ぶっしつ は の性質(波動性)をもつ のではないかと考えた。この波を物質波 またけ ド·ブロイ波 という。1924年,ド·ブロイは,質量m, 速さひで運動士 る粒子の運動量の大きさをかとして,その粒子の物質波の波長入は、, 次き material wave は de Broglie wave で表されるという仮説を立てた。 物質波の波長 粒子性) (波動性) h_h ス= ニ p入=h p mu 物質波の波長 プランク定数 A[m) h[J-s] plkg·m/s] 粒子の運動量の大きさ m[kg) 運動量か 波長え 電子 光子 電子波 光波 粒子の質量 o[m/s) 粒子の速さ ド·ブロイの仮説によると,100 V 以上 の電圧で加速された電子の物質の波長は, 約 10-10 m 以下となり,これはほぼX線の 波長領域に相当する。したがって, このよ うな電子の流れ(電子線)を結晶に当てると, X線回折と同様の回折現象が生じることが 予想された。そして, 1927年から 1928年 にかけて, デビソン, ガーマー, G.P. トム 20 O図 20 電子線による回折像 (酸化マグネシウム (MgO)の単 結晶) 1881-1958 1896-1971 1892-1975 ソン, 菊池正士らによる電子線回折の諸実 験により,物質波の存在が確かめられた。その後, 電子に限らず,陽子や 中性子,原子·分子のような粒子も波動性をもつことが確かめられた。 1902-1974 問7 電圧Vで加速された電子(質量m, 電気量 -e)の物質波の波長入を,プラン ク定数をhとして求めよ。 また, 電子の質量を9.1×10-31 kg, 電気素量を 1.6×10-19 C, プランク定数を6.6×10-34 J·s として, 電子の加速電圧が 1.0×10*Vのときのえの値を求めよ。 h ●特に、粒子が電子の場合の物質波を電子波 という。 2meV. 1.2×10-"m 第5部 なNま

物理 高校生 7年弱前

カ、の答えの導き方が分かりません

電子の波動性,ブラッグの反射条件 次の支を読んで。 [|]に適した式を記入せよただし,電子の質藤を(kg) 電荷を一<(C) (e>0)とし, プランク定数をヵ(・s) とする・ 了ド : プロイ は,電子のような灯子と思われるものでも流動性を示すという仮説を提唱した. これによ 3と聞き ?Um/s) の電子の, 流(物質波) としての波長を4[m)とすると。メ=[ ア | と表きれる. ず: プロイの仮説に従えば, 電子線を結晶に当てると回折現象が起こることが期待さきれる. のちに。 デビソン・ジャーマーの実験によって, この現象は確かめめられた、 前正状態の電子を電位差(V] で加速したときの介子の運。 入得子線 反射電線 動エネルギーをち【] ] とすると, ど=| イ | である.ま || た にOc のWWのの大ききを2(kermり とする でて g je z。 を用いて, カーウー] と表される. した こ 【藤 4【m) は。 e。 , を用いて。 届でだところ 図のように, 電子線が反射の法則を満たす方向に反射したとする. 格子面とのなず角度を [rad) とすると。 反射才子線の強度が極大になるのは。 2 3 …) として, 日 」= を満たすときである。 そこで, 入射電子線お 合が極大になる電位差を kV] とすると 正の整数 えられる. * 6