Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

原子 (原子と原子核 (核反応と核エネルギー (質量とエネルギーの等価性 (結合エネルギー (\( \Delta mc^2 \), 核子1個あたり…

- - - - \( E = mc^2 \)
      - 質量欠損
        
        \( \Delta m = Z m_p =(A-Z)m_n - m_0 \)
        
        Zは原子番号，Aは質量数
        
        \(陽子，中性子の質量が m_p,m_n\)
      - 結合エネルギー
        
        \( \Delta mc^2 \)
        
        核子1個あたり \( \dfrac{\Delta mc^2}{A} \)
  - - - 原子
        
        原子核
        
        陽子
        
        中性子
        
        電子
      - 核力
        
        核子同士が引き合う力
        
        静電気力よりはるかに強い
    - - 中性子数が異なる同じ元素
    - - 炭素原子1個の質量の\( \dfrac{1}{12} \)
      - \( 1\mathrm{u} = 1.66 \times 10^{-24} \mathrm{g} \)
  - - - 放射線
        
        \( \alpha 線 \)
        
        ヘリウムの原子核
        
        電離作用が強い
        
        透過力が弱い
        
        磁場内では正電荷と同じ向きに曲がる
        
        \( \beta 線 \)
        
        電子
        
        電離作用は中
        
        透過力は中
        
        磁場内では負電荷と同じ向きに曲がる
        
        \( \gamma 線 \)
        
        波長の短い電磁波
        
        電離作用は弱い
        
        透過力は強い
        
        磁場内で直進する
      - 放射能
        
        自然に放射線を出す性質
      - 放射性同位体
        
        放射能をもつ同位体
      - 放射性物質
        
        放射能を出す物質
    - - \( \alpha 崩壊 \)
        
        原子核から陽子・中性子2個が\( \ce{_{2}^{4} He} (\alpha粒子) \)が出ていく現象
      - \( \beta 崩壊 \)
        
        原子核中の中性子が陽子に変化するとき電子が飛び出す現象
    - - 原子核が崩壊によって他の原子核に変わるとき，
        もとの原子核の数が半分になるまでの時間
        
        それぞれの原子核で決まっている
      - \( N = \left( \dfrac{1}{2} \right)^\dfrac{t}{T} N_0 \)
    - - 原子核が毎秒1個の割合で崩壊するときの放射能の強さ
        
        1ベクレル Bq
      - 吸収線量
        
        物質に吸収されるときに放射線が物質に与えるエネルギー
        
        グレイ Gy
      - 等価線量
        
        シーベルト
      - 実行線量
        
        シーベルト
  - - - スペクトル
        
        光を波長によって分けたもの
      - 連続スペクトル
        
        高温の固体・液体が出す光
      - 線スペクトル
        
        高温の気体が出す光
    - - 量子条件
        
        \( mvr = n \cdot \dfrac{h}{2\pi} \)
        
        \( \lambda = \dfrac{h}{mv} \Longleftrightarrow h = mv\lambda \)
        
        \( 2 \pi r = n \cdot \dfrac{h}{mv} = n \lambda ( n = 1, 2, \cdots ) \)
        
        軌道一周 = 電磁波の波長 × 整数倍
      - 振動数条件
        
        \( E_n - E_n' = h\nu \)
      - エネルギー準位の計算
        
        水素原子内の電子の運動方程式
        
        量子条件の式
        
        軌道半径の式
        
        エネルギー定式
        
        基底状態
        
        2 more items...
        
        \( E_1 = - \dfrac{2 \pi^2 k_0^2 me^4}{h^2} = -Rch \)
        
        \( E = \dfrac{1}{2}mv^2 + \left(-k_0 \dfrac{e^2}{r} \right) = \dfrac{1}{2} \times k_0 \dfrac{e^2}{r} - k_0 \dfrac{e^2}{r} = - \dfrac{k_0 e^2}{2r} \)
        
        \( r = \dfrac{h^2}{4 \pi^2 k_0 me^2} \cdot n^2 ( n = 1, 2, 3, \cdots ) \)
        
        \( 2 \pi r = n \cdot \dfrac{h}{mv} = n \lambda ( n = 1, 2, \cdots ) \)
        
        \( m \dfrac{v^2}{r} = k_0\dfrac{e^2}{r^2} \)
- - - - 気体放電
        
        高電圧を加えると，気体の中を電流が流れる現象
      - 真空放電
        
        希薄な気体による放電
    - - 性質
        
        写真フィルムを感光する
        
        蛍光物質に当たると，蛍光を発する
        
        物体により遮られる
        
        物体の後方に影をつくる
        
        電場や磁場により，負電荷と同じ向きに曲がる
        
        どんな状況でも同じ
      - 電子線である
    - - \( \dfrac{e}{m} = \dfrac{E}{B^2lL} \cdot \dfrac{y^2}{x} = \approx 2 \times 10^{11} \)
    - - ミリカンの実験
        
        平行な極板に電圧を加えて一様な電場をつくり，
        霧吹きで油滴を吹き込む実験
        
        油滴を帯電させ，電場の強さを調整し，\( mg = qE \)
        
        \( E=0にすると油滴は落下し，終端速度に達すると mg = kv \)
        
        \( 2式より， q = \dfrac{kv}{E} \)
        
        電気素量 \( e = 1.6 \times 10^{-19} \)
      - 電子の電気量と質量
        
        比電荷
        
        \( \dfrac{e}{m} = 1.758820150 \times 10^{11} \approx 1.76 \times 10^{11} \)
        
        電気量
        
        \( e = 1.602176487 \times 10^{-19} \approx 1.60 \times 10^{-19} \)
        
        質量
        
        \( m = 9.10938215 \times 10^{-31} \approx 9.11 \times 10^{-31} \)
  - - - 光は光量子という粒子の集まりの流れ
      - \( 振動数 \nu の光の光子1個がもつエネルギー \)
        
        \( E = h \nu = \dfrac{hc}{\lambda} \)
        
        プランク定数 \( h = 6.63 \times 10^{-39} \mathrm{J・s} \)
    - - 用語
        
        光電効果
        
        金属の表面に光を当てると，金属から電子が飛び出る現象
        
        光電子
        
        光電効果により飛び出した電子
      - 特徴
        
        \(当てる光の振動数が \nu_0 \mathrm{Hz} より小さいと，\\光を強くしても光電子が飛び出さない \)
        
        \( \nu_0を限界振動数という \)
        
        \( \nu_0 のときの波長を限界波長という \)
        
        \( \nu_0は金属ごとに固有の値である \)
        
        光の振動数が限界振動数より大きいと，
        光が弱くても光電子が飛び出す
        
        飛び出した光電子の運動エネルギーの最大値は、
        光の振動数によって決まる
        
        振動数が一定のまま光を強くしていくと，
        それに比例して光電子の数が増える
        
        運動エネルギーの最大値は変わらない
      - \( K_0 = \dfrac{1}{2} mv^2 = h \nu -W \)
        
        Wは仕事関数
        
        金属ごとに決まっている
        
        \( K_0 = 0 \)のとき
        
        限界振動数，限界波長
      - 光電効果の実験
    - - エネルギーの単位
        
        \( 1 \mathrm{eV} = 1.60 \times 10^{-19} \mathrm{J} \)
      - 1eV = 電気量eの粒子が真空中で1Vの電圧によって加速されるときに得る運動エネルギー
  - - - X線は紫外線より波長の短い電磁波
      - X線管
        
        2本の金属を封入した真空に近いガラス管
      - 連続X線
      - 固有X線(特有X線)
    - - X線回折
        
        ラウエ斑点
      - 干渉
        
        ブラッグ反射の条件
        
        \( 2nd \sin \theta = n \lambda ( n = 1, 2, 3 \cdots ) \)
    - - コンプトン効果
        
        \( \lambda - \lambda' = \dfrac{h}{mc} \left( 1 - \cos \phi \right) \)
        
        運動量保存の式
        
        x軸方向
        
        \( \dfrac{h}{\lambda} = \dfrac{h}{\lambda'} \cos \phi + mv \cos \theta \)
        
        y軸方向
        
        \( 0 = \dfrac{h}{\lambda'} \sin \phi - mv \sin \theta \)
        
        エネルギー保存の式
        
        \( \dfrac{hc}{\lambda} = \dfrac{hc}{\lambda'} + \dfrac{1}{2}mv^2 \)
      - 蛍光作用，感光性
      - 光子の運動量
        
        \( p = \dfrac{h \nu}{c} = \dfrac{h}{\lambda} \)
        
        波長から運動量を定義
  - - - ドブロイ波長
        
        \( \lambda = \dfrac{h}{p} = \dfrac{h}{mv} \)
        
        運動量から波長を定義
      - 物質としての粒子が波動として振る舞う波
      - 電子波
        
        粒子が電子のときの物質波
        
        電子の運動エネルギー
        
        \( \lambda = \dfrac{h}{\sqrt{2meV}} \)
    - - 量子力学
      - \( \Delta x \times \Delta p = h \)
        
        粒子性が強い（位置が定まる）と，
        波動性（運動量）が不確かになる
        
        波動性が強い（運動量が定まる）と，
        粒子性（位置）が不確かになる