수능(물리II) 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2013년11월07일 15번

[과목 구분 없음]
그림과 같이 질량 m, 전하량 e 인 전자가 음극판에서 정지 상태로부터 출발하여 일정한 전압 V에 의해 등가속도 직선 운동을 하고 있다.

양극판을 통과하는 순간 전자의 운동 에너지 E와 드브로이 파장 λ는? (단, h 는 플랑크 상수이다.) (순서대로 E, λ)

(정답률: 알수없음)

문제 해설

전자의 등가속도 직선 운동에서 운동 에너지는 전자의 운동 속도에 비례하므로, 전자의 운동 에너지는 1/2mv^2이다. 또한 드브로이 파장은 전자의 운동 에너지와 관련이 있으며, λ=h/p=h/mv이다. 따라서 전자의 운동 에너지와 드브로이 파장은 다음과 같이 계산할 수 있다.

E = 1/2mv^2 = 1/2m(2eV/m)^2 = eV^2/m
λ = h/mv = h/(eV/m)

따라서 정답은 ""이다. 이유는 전자의 운동 에너지와 드브로이 파장은 전자의 질량과 전압에 비례하므로, 전압을 높이면 전자의 운동 에너지와 드브로이 파장도 증가하기 때문이다.



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