高校物理 原子の問題:フィラメントFから初速度0で出た電子の波長は何mになるか?

このQ&Aのポイント
  • 高校物理の問題で、フィラメントFから初速度0で出た電子を加速する場合、電子の波長を求める問題です。
  • 回答はh/√2meVとなりますが、なぜこのような答えになるのかが理解できません。
  • ド・ブロイの電子の波動性の考えから解くことができますが、詳しい解法が知りたいです。
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高校物理 原子の問題です。

再受験生です。  教科書の問題です。 基礎的な問題だと思うんですが、4時間考え込んでも分かりません。助けてください。  問題   真空中で、フィラメントFから初速度0で出た電子を、陽極PとフィラメントFの間の電圧V[V}で加速する。電子の質量をm[kg]、電荷を-e[C]、プランク定数をh[J・s]とする。   陽極Pの小穴から出た電子にともなう電子波の波長λは何mになるかという問題です。    回答だけが載っていまして 表示が難しいのですが、h/√2meVです。「2meVが√の中に入ります。分子がhです。」   ド・ブロイの電子の波動性の考えから解くと思いますが、なぜそうなるのかが分かりません。  回答よろしくお願いします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • Quarks
  • ベストアンサー率78% (248/317)
回答No.2

電圧V[V]で加速された=仕事をされた (電荷q[C]を、電位差V[V]間で、運ぶとき、電場がする仕事Wの大きさは、W=q・V)なので 電子がされた仕事Wは W=e・V[J] 仕事を受けた物体は、された仕事Wの分だけ、運動エネルギーKを増す。 (ΔK=W) はじめ電子は静止していた(運動エネルギーは0だった)と考えられるので、加速された後の速度をv[m/s]とすると e・V=(1/2)m・v^2 変形して、運動量p=mvは p=mv=√(2meV) ドブロイの物質波のアイデアから 波長λ=h/p ∴ λ=h/√(2meV)

motoki21
質問者

お礼

説明不足だったと思いますが、しっかりと分かりやすい回答ありがとうございます。

その他の回答 (1)

  • Tacosan
  • ベストアンサー率23% (3656/15482)
回答No.1

「なぜそうなるのかが分かりません」の「そう」とは何を指すのでしょうか? 「ド・ブロイの電子の波動性の考えから解く」という方法に対する疑問ですか?

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