物理/原子と原子核・電子
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「6.2 原子と原子核・電子 」
この節は下記のウィキブックスで学習のこと。
このテキストでは若干の補足をするにとどめる。
高等学校物理/物理II/原子と原子核（ウィキブックス）
補足
電子の発見と電子の電荷と質量
発見の端緒
１９世紀後半、ガラス管から空気を抜き真空に近い状態にして、高電圧をかけると、色々な色や光線が出ることが発見された。
この装置の一つであるクルックス管については下記の記事をご覧ください。
これが電子の発見の端緒である。
陰極から出るものが原因だと推定され陰極線と呼ばれた。
1897年、トムソンは陰極線の特性を調べる過程で、原子に電子という負電荷の粒子が含まれていると結論づけた。
電子の比電荷の測定
電荷の質量ｍと電荷量$q$の比$\frac{q}{m}$を比電荷という。
電子の電荷を$e$で表すと、比$\frac{-e}{m}$の値は、
陰極線に一様な電場と磁場をかけてその曲がり方を調べればわかる。
トムソンは電子の比電荷を初めて算出した。
速度ｖで直進する電子を一様磁場に突入させ比電荷を求める
真空中を運動する電子の速度の計測法
電場と磁場を同時にかけ、進行方向を変えない電子の速度が次のように正確にわかる。
電荷の最小単位、電気素量の測定
電子ボルト
電子に１ボルトの電圧をかけたとき、電子に与えられる運動エネルギーを、１電子ボルトという。
電子ボルトというエネルギー単位を eV で表わす。
$1eV = 1.60 \times 10^{-19}J$
光電効果と仕事関数への補足
Ｘ線
結晶によるＸ線の反射
Ｘ線を波だと仮定すると、結晶は原子が格子状に規則的にならぶので、Ｘ線を結晶にあてて反射させると、回折格子として働くことが予想される。ブラッグは反射されたＸ線が強めあう条件を求め、実験でＸ線が波動であることを確かめた。
$ 2d\sin\theta=n\lambda $ はブラッグ反射の条件という。
Ｘ線の波長とｄはほぼ等しいので、このブラッグ反射条件を用いて、結晶面間の距離ｄを正確に測定でき、結晶構造や原子の構造をしらべることが出来る。
水素原子のボーア模型
量子力学について
電子の干渉、波動関数、不確定性原理
