சிறு வினாக்கள்

II. சிறு விடை வினாக்கள் 

1. உலோகங்களில் கட்டுறா எலக்ட்ரான்கள் ஏன் அதிக எண்ணிக்கையில் உள்ளன? 

• உலோகங்களின் வெளிக்கூட்டில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள் அணுக்கருக்களுடன் தளர்வாக பிணைக்கப்பட்டுள்ளன. 

• அறை வெப்பநிலைகளில் கூட அதிக அளவிலான கட்டுறா எலக்ட்ரான்கள் உலோகத்தின் உள்ளே வெவ்வேறு திசைகளில் இயங்கிக் கொண்டுள்ளன. 

2. ஒரு உலோகத்தின் ஒளிமின் வெளியேற்று ஆற்றல் என்பதை வரையறு. அதன் அலகைத் தருக. 

• உலோகத்தின் பரப்பிலிருந்து எலக்ட்ரானை வெளியேற்றத் தேவைப்படும் சிறும ஆற்றல் உலோகத்தின் வெளியேற்று ஆற்றல் எனப்படும். 

• இது ϕO என குறிக்கப்படுகிறது. வெளியேற்று ஆற்றலின் அலகு எலக்ட்ரான் வோல்ட் (eV) ஆகும். 

3. ஒளிமின் விளைவு என்றால் என்ன?

உலோகத் தட்டு ஒன்றின் மீது ஒளி அல்லது தகுந்த அலைநீளம் அல்லது தகுந்த அதிர்வெண் கொண்ட மின்காந்தக் கதிர்வீச்சு படும்போது அதிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் உமிழப்படும் நிகழ்வு ஒளிமின் விளைவு எனப்படும். 

4. படுகதிரின் ஒளிச்செறிவைப் பொருத்து ஒளிமின்னோட்டம் எவ்வாறு மாறுபடுகிறது? 

ஒளி மின்னோட்டத்தில் ஒரு வினாடியில் உமிழப்படும் எலக்ட்ரான்களின் எண்ணிக்கை படுகதிரின் செறிவிற்கு நேர் தகவில் அமையும். 

5. குவாண்டம் கருத்துப்படி, ஒளிச்செறிவு என்பதை வரையறை செய்க. அதன் அலகைத் தருக. 

• ஓரலகு காலத்தில் ஓரலகு பரப்பின் மீது படும், சமமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ள ஆற்றல் குவாண்டா (அ) போட்டான்களின் எண்ணிக்கை ஆகும். 

• அலகு wm−2

6. பயன்தொடக்க அதிர்வெண் என்பதை எவ்வாறு வரையறுப்பாய்? 

கொடுக்கப்படும் உலோகப்பரப்பிற்கு படுகதிரின் அதிர்வெண் ஒரு குறிப்பிட்ட சிறும அதிர்வெண்னை விட அதிகமாக இருந்தால் மட்டுமே ஒளி எலக்ட்ரான் உமிழ்வு ஏற்படும். இந்த சிறும அதிர்வெண் பயன்தொடக்க அதிர்வெண் எனப்படும். 

7. ஒளி மின்கலம் என்றால் என்ன? ஒளி மின்கலத்தின் பல்வேறு வகைகளைக் குறிப்பிடுக. 

• ஒளி மின்கலம் என்பது ஒளி ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் சாதனம் ஆகும். 

• ஒளி மின்கலங்களை மூன்று வகையாகப் பிரிக்கலாம் அவையாவன (i) ஒளி உமிழ்வு மின்கலம் (ii) ஒளி வோல்டா மின்கலம் (iii) ஒளி கடத்தும் மின்கலம்

8. q மின்னூட்டமும், m நிறையும் கொண்ட மின்துகளானது V என்ற மின்னழுத்த வேறுபாட்டினால் முடுக்கப்படும் போது, அதனுடன் தொடர்புடைய டி ப்ராய் அலைநீளத்திற்கான சமன்பாட்டை எழுதுக. 

• டி பிராய் அலைநீளத்திற்கான சமன்பாடு

• q = ne, h = பிளாங் மாறிலி 

• V− மின்னழுத்தம், m−எலக்ட்ரான் நிறை

9. டி ப்ராய் கருதுகோளினைக் கூறுக. 

டி ப்ராயின் கருதுகோளின்படி, இயக்கத்தில் உள்ள எலக்ட்ரான்கள், புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்கள் போன்ற அனைத்து பருப்பொருள் துகள்களும் அலைப் பண்பை பெற்றுள்ளன. இந்த அலைகள் டி ப்ராய் அலைகள் அல்லது பருப்பொருள் அலைகள் எனப்படுகின்றன. 

10. மட்டைப்பந்தின் அலைப்பண்பினை ஏன் நம்மால் காண முடிவதில்லை?

மட்டைப் பந்தின் அலைநீள நெருக்கம் 10−34 மீட்டராகவும் அதன் உந்தம் மிகவும் குறைவாகவும் உமிழப்படும் அலைநீளம் சிறியதாகவும் இருப்பதினால் மட்டைப் பந்தின் அலைப்பண்பினை நம்மால் காண முடிவதில்லை.

11. புரோட்டான் மற்றும் எலக்ட்ரான் ஆகியவை சமமான இயக்க ஆற்றலை பெற்றுள்ளன. இதில் எந்த துகளுக்கு டி ப்ராய் அலைநீளம் அதிகமாக இருக்கும்? காரணம் கூறுக. 

• டிப்ராய் அலைநீளத்திற்கான சமன்பாடு

• இயக்க ஆற்றல் K = ½ mv2 எனில்

• mp >>> me எலக்ட்ரானின் நிறை மிகவும் குறைவாக இருப்பதினால் டி ப்ராய் அலைநீளம் புரோட்டானை விட எலக்ட்ரானுக்கு அதிகமாகக் காணப்படுகிறது. 

12. m நிறையுள்ள துகளுடன் தொடர்புடைய டி ப்ராய் அலைநீளத்திற்கான λ சமன்பாட்டை துகளின் இயக்க ஆற்றல் K மூலம் எழுதுக.

• டி ப்ராய் அலைநீளம்

• எலக்ட்ரானின் இயக்க ஆற்றல் எலக்ட்ரான் வோல்ட் எனக் கொண்டால்

13. எலக்ட்ரான் மற்றும் ஆல்ஃபா துகள் ஆகிய இரண்டும் சமமான இயக்க ஆற்றலைப் பெற்றுள்ளன எனில், அவற்றுடன் தொடர்புடைய டி ப்ராய் அலைநீளங்கள் எவ்வாறு தொடர்பு படுத்தப்படுகின்றன?

• டீ ப்ராய் அலைநீளத்திற்கான சமன்பாடு

• ma > me ஆல்பா துகளின் நிறை எலக்ட்ரானின் நிறையை விட அதிகமாக இருப்பதினால் டி பிராய் அலைநீளம் ஆல்பா துகளுக்கு மிகவும் குறைவாக அமைகிறது.

14. நிறுத்து மின்னழுத்தம் வரையறு.

நிறுத்து மின்னழுத்தம் என்பது பெரும இயக்க ஆற்றலைக் கொண்ட ஒளி எலக்ட்ரான்களை நிறுத்தி, ஒளி மின்னோட்டத்தைச் சுழியாக்குவதற்கு ஆனோடிற்கு அளிக்கப்படும் எதிர் (எதிர் முடுக்கு) மின்னழுத்தத்தின் மதிப்பாகும்.

15. பரப்பு அரண் என்றால் என்ன?

உலோகத்தின் மேற்பரப்பிலிருந்து கட்டுறா எலக்ட்ரான்களை வெளியேறவிடாமல் தடுக்கும் மின்னழுத்த அரண், பரப்பு அரண் (surface barrier) என அழைக்கப்படுகிறது.

16. பண்டைய மின்காந்தக் கொள்கையினால் விளக்க முடியாத, x−கதிர் நிறமாலையின் இரண்டு சிறப்பம்சங்களைக் குறிப்பிடுக.

பண்டைய மின்காந்தக் கொள்கையினால் X-கதிர் நிறமாலையில் உள்ள பின்வரும் இரண்டு சிறப்பம்சங்களை விளக்க இயலவில்லை. 

(i) கொடுக்கப்பட்ட முடுக்கு மின்னழுத்த வேறுபாட்டில், தொடர் x-கதிர் நிறமாலையில் அலைநீளத்தின் சிறும மதிப்பானது எல்லா இலக்கு பொருள்களுக்கும் சமமாக உள்ளது. இந்த சிறும அலைநீளம் ஆனது வெட்டு அலைநீளம் (cut-off wavelength) எனப்படும். 

(ii) வரையறுக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட சில அலைநீளங்களில் X-கதிர்களின் செறிவு கணிசமாக அதிகரிக்கிறது. இது மாலிப்டீனத்தின் சிறப்பு நிறமாலையில் காணப்படுகிறது. 

17. ப்ரம்ஸ்டிராலங் என்றால் என்ன?

(i) தொடர் x-கதிர் நிறமாலையில் அதிவேக எலக்ட்ரான் ஆனது இலக்குப் பொருளை ஊடுருவி அதன் அணுக்கருவை நெருங்கும் போது, எலக்ட்ரான் மற்றும் அணுக்கரு இடையே உள்ள இடைவினை காரணமாக எலக்ட்ரான் முடுக்கம் அல்லது எதிர் முடுக்கம் அடைகிறது. இதன் விளைவாக எலக்ட்ரானின் பாதையில் மாற்றம் ஏற்படுகிறது.

(ii) இவ்வாறான எதிர் முடுக்கம் அடைந்த எலக்ட்ரானால் தோற்றுவிக்கப்படும் கதிர்வீச்சு ப்ரம்ஸ்டிராலங் அல்லது தடையுறு கதிர்வீச்சு (Bremsstrahlung or braking radiation) எனப்படும்.