高校物理

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5分で解ける!粒子の波動性に関する問題

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5分で解ける!粒子の波動性に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 原子6 練習 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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原子と原子を結んだ線分の長さがd、入射した電子の波長がλと与えられています。電子のような粒子は、 粒であるだけでなく、波動性もあわせもつ ことから干渉が生じるのですね。

隣り合う2つの波の距離差に注目

高校物理 原子6 練習 (1)の問題文

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まず、波に対して波面を描き入れましょう。入射した際と反射した際の波面を描くと下の図のようになります。

高校物理 原子6 練習 図 赤字の書き込み全てあり

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電子が入射したとき、上の面と次の面では距離の差がdsinθあります。反射するときも同じように距離の差がdsinθあるので、 電子が入射して反射するまでの距離差は2dsinθ ですね。

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求めるのは 強め合う条件 なので、 距離差2dsinθ半波長の偶数倍 になるときを考え、
2sinθ=(λ/2)×2n
距離差が0になることは起こらないので、nは0を含まない整数となることに注意しましょう。

(1)の答え
高校物理 原子6 練習 (1)解答全て

ド・ブロイの波長公式を使おう

高校物理 原子6 練習 (2)の問題文

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波長λは、 ド・ブロイの波長公式 から λ=h/mv と速さvを用いて表せるのでしたね。この式を(2)で求めた強め合いの式に代入し、vについて解くことで答えを求めることができます。

(2)の答え
高校物理 原子6 練習 (2)解答全て
粒子の波動性
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      コンプトン効果、粒子の波動性の練習

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      原子

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          コンプトン効果、粒子の波動性

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