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原子物理
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102年 - 102 公務升官等考試_薦任_原子能:原子物理#39936
> 申論題
題組內容
一、
⑵當以紫外光照射鈉金屬表面時,發現欲使一個束縛電子脫離鈉金屬表面,入射光 子頻率至少為 5.6×10
14
赫茲(Hz)。試計算,當以頻率為 6.2×10
14
赫茲的紫外光 照射鈉金屬表面時,光電子動能的可能值範圍。(15 分)
相關申論題
⑴請解釋為何電子脫離金屬表面需克服束縛能並敘述光電效應。(10 分)
#121015
⑵自然狀態的氫元素有三種同位素,即氫原子(1H),重氫原子(氘、2H),及超 重氫原子(氚、3H)。其中,氫原子核為一個質子(proton),重氫原子核為一 個質子加上一個中子(neutron),超重氫原子核為一個質子加上二個中子。實驗得 知氫原子與氘原子的 Hα 線光波長分別為 6561.01 埃(Å)與 6562.80 埃,試計算 氫原子與氘原子的質量比,已知質子質量為 1836 倍電子質量。(15 分)(Hα 線係 指單電子原子系統從主量子數為 3 的能階躍遷至主量子數為 2 的能階時的輻射光)
#121018
三、考慮一邊長為 L=1 奈米(nm)的三維正立體方盒,假設此方盒的盒壁為完全無法 穿透(位能障礙無限大)。如果我們把 15 個電子置入此盒子,完全忽略電子彼此 之間的交互作用,則當此系統處於能量基態時(所有較低能階皆為填滿),具有最 大能量的電子能量為何(10 分)?此系統的基態能量又為何(15 分)?
#121019
四、每一個 235U 原子經由核分裂可釋放 200 百萬電子伏特(MeV)的能量。有一核子反 應爐,其運作是以 235U 為原料的核分裂反應,發電功率為 500 百萬瓦特(MW), 其運作熱效率為 20%。試計算此核子反應爐運作一年,需儲備多少質量之 235U? (25 分)(一莫耳(mole)約為 6.02214×1023 個。)
#121020
(二)若電子由第一激發態(first excited state)躍遷至基態(ground state), 則躍遷過程釋放出光子的頻率為何?
#470105
(一)寫出電子波函數的通解。
#470104
(三)若此金屬的功函數為 1 eV,則產生的光電子最大動能為何?用 eV 表示。
#470103
(二)若光子完全被極板吸收,則極板受力為何?
#470102
(一)單位時間有多少顆光子?
#470101
(二)由波函數計算 1s 和 2s 軌域在 r = 0 附近電荷密度的比值,=?
#470100
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