物理化学 II 問題＃1

1 October, 2015
物理化学 II 問題＃１
1.
次の光子の運動量はいくらか？また、その光子が１個、定常状態の水素原子と衝突し
て吸収された時、水素原子が獲得する速度を計算せよ。波長; (a) 10nm (X ray), (b) 102nm
(ultraviolet), (c) 6×102 nm (visible), (d) 104 nm (infrared), (e) 5×105 nm (micro wave)
2.
気体状態でのある特定の分子にたいする基底状態と最低励起状態の差 400kJmol-1 であ
る。水に溶かすと基底状態のエネルギーは 4kJmol-1 減少する。そして、最低励起状態
のエネルギーは 12kJmol-1 減少する。気相と溶液中で観測される波長を計算せよ。
3.
ナトリウム光（波長 550nm）の仕事率が、(a) 1W , (b) 1kW のとき、毎秒何個の光子を
放出するか。
4.
水素原子の殻のエネルギーは次の様である．K-schell: -1310.8kJmol-1, L-schell:
-327.7kJmol-1, M-schell: -145.5kJmol-1, N-schell: -81.9kJmol-1, O-schell: -52.3kJmol-1 (a)
K-schell にある電子を M-schell に引き上げるのに要するエネルギーを求めよ．(b)
M-schell に引き上げられた電子が L-schell に戻る時に出すスペクトルの波長を求めよ．
またこの光はどの領域に属するか．
5.
Balmer’s 系列で水素原子スペクトル可視領域の数本の波長を計算し，テキスト P246 図
11.12 の実験値と比較せよ．
6.
Paschen 系列で第 2 番目の電磁波の波長を計算せよ．また近赤外領域に入っている事を
示せ．
7.
教科書の物理化学定数を用いて、R∞を計算せよ．また実験値 109677.6cm-1 と比較せよ．
8.
ナトリウム金属の仕事関数は 1.82eV である．ナトリウム金属に対する閾値(threshold
frequency)を計算せよ．
9.
リチウム金属に光が照射された時、放出された電子の運動エネルギーはそれぞれ
300.0nm に対して 2.935×10-19J, 400.0nm に対して 1.280×10-19J であった．これらのデー
タを基に (a)プランク定数 (b) リチウム金属の閾値 (threshold frequency)及び仕事関
数を計算せよ．
10. 野球のボール（5.0 oz : ounce）が 90mph (mile per hour)で飛んでいるときの de Broglie
波長を計算せよ．
11. １％の光速度で飛んでいる電子の de Broglie 波長を計算せよ．

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