物理を掘り下げる 原子｜光子・物質波・スペクトル・原子核の考え方｜武蔵野個別指導塾

高校物理の原子分野を、電子の電荷、光電効果、コンプトン効果、物質波、原子のスペクトル、放射線、核反応の30の問いに分けた目次です。式の条件と導出、実験データの読み方、基本から発展までの例題、誤答の直し方と練習問題を通して、計算結果を現象へ戻して確かめる手順を学びます。

電子ボルトや光子のエネルギーが曖昧なら最初の項目から、光電効果のグラフで迷うなら阻止電圧と傾きの項目から読んでください。光の強さと振動数を変えたとき、何が変わるかを分けて考えます。

物質波から原子模型へ進むと、波長の条件がエネルギー準位につながります。放射線の計算では、残る原子核の数、毎秒の壊変数、装置の計数を区別し、最後に核反応の収支を確かめます。

電子と光電効果

• 高校物理 原子 電子の電荷と電気素量—帯電の刻みから電荷の符号と個数を読み分ける
• 高校物理 原子 電子の比電荷—電場と磁場の役割を分けて測定の式を組み立てる
• 高校物理 原子 電子の加速と電子ボルト—電位差と運動エネルギーの単位を対応させる
• 高校物理 原子 光子のエネルギーと個数—波長と光の出力から届く光子数を計算する
• 高校物理 原子 光電効果の放出条件—仕事関数と限界波長から電子が出るか判定する
• 高校物理 原子 光電子の最大運動エネルギー—光子の収支から電子の速さを求め直す
• 高校物理 原子 光電効果の阻止電圧—電極の極性と電位差から電流が止まる条件を読む
• 高校物理 原子 光電効果のグラフ—傾きと切片を使いプランク定数と仕事関数を推定する
• 高校物理 原子 光電流と光の強さ—飽和電流と阻止電圧を分けて曲線を比較する

X線・光子の運動量・物質波

• 高校物理 原子 X線の最短波長—加速電子のエネルギーから連続スペクトルの端を読む
• 高校物理 原子 光子の運動量—吸収と反射で変わる運動量を向きつきで計算する
• 高校物理 原子 コンプトン効果の波長変化—散乱角と保存則から光子の変化を読み解く
• 高校物理 原子 物質波の波長—運動量を介して質量と速さの違いを比較する
• 高校物理 原子 電子の加速電圧と物質波—平方根の関係から波長と電圧を逆算する
• 高校物理 原子 電子線回折—干渉条件と測定図から波長と格子間隔を結びつける

原子模型とスペクトル

• 高校物理 原子 原子核の発見と散乱—曲がり方と最近接距離から原子模型を考える
• 高校物理 原子 ボーア模型の量子条件—円軌道と定常波を結び許される半径を導く
• 高校物理 原子 水素原子のエネルギー準位—位置エネルギーの基準から負の値の意味を読む
• 高校物理 原子 原子の発光と吸収—準位の差と遷移方向から光の波長を決める
• 高校物理 原子 水素のスペクトル系列—終状態と極限から線の並び方を説明する
• 高校物理 原子 原子の励起と電離—入射エネルギーから可能な状態と残りの運動を選ぶ
• 高校物理 原子 多段階遷移とスペクトル線—経路と集団の条件から観測できる線を数える

原子核・放射線・核反応

• 高校物理 原子 核種と同位体の表し方—陽子と中性子と電子を分けて粒子数を整理する
• 高校物理 原子 放射性崩壊の反応式—保存する数からα線とβ線とγ線を区別する
• 高校物理 原子 放射線の測定と性質—背景計数と測定時間をそろえて資料を比較する
• 高校物理 原子 半減期と残存数—指数的な減少を表とグラフで読み解く
• 高校物理 原子 放射能と原子核の数—半減期の違う試料を壊変率で比較する
• 高校物理 原子 質量欠損と結合エネルギー—核質量と原子質量を区別して安定性を比べる
• 高校物理 原子 核反応のエネルギー収支—反応前後の質量差と運動エネルギーをつなぐ
• 高校物理 原子 核分裂と核融合—結合エネルギーの曲線から反応の向きを説明する

式が合っていても、光電子が出ない条件や反応の収支を見落とすと答えは変わります。自分の式がどの条件に基づくかを確かめながら、必要な項目へ戻ってください。