1. ตัวอย่าง เรื่อง ฟิสิกส์อะตอม
Example for physics atom

2. Ex.ในการวัดประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนตามวิธีของ
ทอมสัน อิเล็กตรอนวิ่งผ่านโลหะคู่ขนานที่ห่างกัน 1 cm
แล้วต่อกับความต่างศักย์ 350 V เพื่อจะให้อิเล็กตรอน
วิ่งเป็นเส้นตรงต้องเสริมด้วยสนามแม่เหล็ก 0.01 T ตั้ง
ฉากกับสนามไฟฟ้าเมื่อนำสนามไฟฟ้าออกอิเล็กตรอนจะ
วิ่งเป็นเส้นโค้งของวงกลมรัศมี 0.2 cm จงหาอัตราเร็ว
ของอิเล็กตรอน ,ค่า q/m ของอิเล็กตรอนและค่าความ
ต่างศักย์ที่ต่อระหว่างขั้วแคโทดกับขั้วแอโนด

3. วิธีทำ
หาอัตราเร็วของอิเล็กตรอน
จาก F = F
B
E
qvB = qE
v = V
Bd

4. วิธีทำ
หาค่าประจุต่อมวลของอิเล็กตรอน
q
v
จาก
=
m
BR

5. วิธีทำ
หาค่าความต่างศักย์ระหว่างขั้วแคโทดกับขั้วแอโนด
จาก E K = E P
1 mv2
= qV
2
2
v
=
V
2q/m

6. 3
Ex.หยดน้ำมันมีความหนาแน่น 400 kg/m มี
-12 3
ปริมาตร 2.5 x 10 m ลอยนิ่งอยู่ในสนามไฟฟ้า
5
ซึ่งมีทิศทางลงในแนวดิ่งขนาดสม่ำเสมอ 4 x 10 N/C
จงหาชนิดและขนาดของประจุบนหยดน้ำมัน
วิธีทำ
F
E
E
mg
จาก FE = mg
qE = mg
mg
q =
E

7. Ex.จากการทดลองของมิลลิแกนพบว่าหยดน้ำมันมวล
-16
8 x 10 kg ระยะห่างระหว่างแผ่นโลหะเท่ากับ 0.8 cm
ถ้าหยดน้ำมันมีอิเล็กตรอนเกิน 10 ตัว แล้วหยดนำ้มันลอย
อยู่นิ่ง จงหาความต่างศักย์ระหว่างแผ่นโลหะมีค่าเท่าใด
วิธีทำ
จาก FE = mg
qE = mg
mgd
V =
Ne

8. Ex.จงหาความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่
ทำให้อะตอมไฮโดรเจนอยู่ในสถานะกระตุ้นที่ 1
วิธีทำ
1 - 1 )
จาก
= R ( n2 n2
Lamda
i
f
71 1
= 1.097 x 10 ( 2 - 2)
1 2
ความยาวคลื่น = 121.54 nm
1

9. Ex.สเปกตรัมเส้นสว่างของอะตอมไฮโดรเจน เส้น
สว่างลำดับแรกที่เราเห็นชัดเจนมีความยาวคลื่นมาก
ที่สุดคือ 656 nm ในอนุกรมของบัลเมอร์เส้นสว่าง
ลำดับที่สองจะมีความยาวคลื่นประมาณเท่าไร
วิธีทำ
1 - 1 )
จาก
= R ( n2 n2
Lamda
i
f
71 1
1
= 1.097 x 10 ( 2 - 2 )
ลำดับแรก
656
2 3
7(1 1 )
1
ลำดับที่ 2
= 1.097 x 10 - 2 - -2
Lamda
3 4
ความยาวคลื่น = 486 nm
1

10. Ex.ถ้าต้องการให้อนุภาคแอลฟาวิ่งเข้าใกล้
นิวเคลียสของทองคำ(Au-79) ได้มากที่สุด
-14
1.58 x 10 m เราจะต้องใช้อนุภาคแอลฟา
ที่มีพลังงานกี่เมกะอิเล็กตรอนโวลต์
วิธีทำ
จาก E K = E P
= qV
qkQ(Au)
=
R

11. Ex.ในวันที่แดดจ้าพบว่ากำลังเฉลี่ยของแสงอาทิตย์ตกกระทบ
ผิวโลกมีค่า 990 w/m และความยาวคลื่นเฉลี่ยของแสงเป็น
500 nm ถ้าแผ่นสะท้อนแสงรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านยาวด้าน
ละ 1 m วางอยู่บนพื้นโลก เราสามารถหาได้ว่าจำนวนโฟตอน
ที่ตกกระทบแผ่นสะท้อนแสงนี้ในเวลา 10 s มีค่ากี่โฟตอน
วิธีทำ
จาก E = nhf
P x t = nhf
nhc
=
ความยาวคลื่น

12. Ex.โฟตอนของแสงสีหนึ่งมีพลังงาน
1.5 eV จะมีความยาวคลื่นกี่นาโนเมตร
วิธีทำ
จาก E = nhf
ความยาวคลื่น = hc/E
hc
=
eV

13. Ex.จากการทดลองปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก เมื่อ
ฉายแสงความยาวคลื่น 400 nm ไปยังแผ่นโลหะ
ปรากฏว่ามีอิเล็กตรอนหลุดออกมามีพลังงานจลน์
สูงสุด 0.5 eV จงหาความถี่ของแสงนี้, พลังงานของ
แสงนี้, ฟังก์ชันงานของโลหะ,และ ความถี่ขีดเริ่ม
วิธีทำ
หาความถี่จาก c = f x ความยาวคลื่น
3 x 10
8
f
= 400 nm x f
14
= 7.5 x 10 Hz

14. วิธีทำ
หาพลังงานจาก E = hf
-34
14
= 6.6 x 10 x 7.5 x 10
-19
E = 4.95 x 10 J
หาฟังก์ชันงานจาก
E
= W+E
แสง
k
-19
-19
4.95 x 10 = W + 0.5 x 1.6 x 10
-19
W = 4.15 x 10 J
หาความถี่ขีดเริ่มจาก W
= hf0
4.15 x 10
-19
-34
= 6.6 x 10 x f0

15. Ex.เมื่อฉายแสงอัลตราไวโอเลตความยาวคลื่น
250 nm ลงบนผิวแมกนีเซียม ปรากฏว่าต้องใช้
ศักย์หยุดหยั้ง 0.6 V จงหาความถี่ขีดเริ่มของ
แมกนีเซียม
วิธีทำ
จาก
Eแสง
= W + Ek
hf = W + 0.6 x 1.6 x 10
-19

16. Ex.ถ้าโลหะมีฟังก์ชันงาน 0.8 eV โฟตอนของ
แสงที่มีความยาวคลื่น 500 nm ปรากฏการณ์โฟ
โตอิเล็กทริกนี้จะทำให้อิเล็กตรอนหลุดออกจากผิว
โลหะมีความเร็วสูงสุดเท่าใด
วิธีทำ
จาก
Eแสง =
W + Ek
hf = 0.8 x 1.6 x 10
-19
1mv2
+2

17. Ex.จากสมมติฐานของโบร์เกี่ยวกับอะตอมไฮโดรเจน
จงหาอัตราส่วนของรัศมีวงโคจรที่ 4 ต่อที่ 2 ,อัตราส่วน
ของอัตราเร็วเชิงเส้นในวงโคจรที่ 4 ต่อที่ 2 และ
อัตราส่วนพลังงานในวงจรที่ 4 ต่อที่ 2 ตามลำดับ
วิธีทำ
2
rn = a0n
v1
vn = n
E1
En = n2
-

18. Ex.พลังงานต่ำสุดของอิเล็กตรอนในอะตอม
ไฮโดรเจนคือ -13.6 eV ถ้าอิเล็กตรอนเปลี่ยน
สถานะจาก n = 3 ไปสู่สถานะ n = 2 จะให้
แสงที่มีพลังงานควอนตัมเท่าใด
วิธีทำ
จาก E n
E2
E3
E
E
_1
= 2
n
-13.6 eV
=
2
2
-13.6 eV
=
2
3
= I E3 - E2 I

19. Ex.เมื่อยิงอิเล็กตรอนเข้าไปในอะตอมของไฮโดรเจน
จากการทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์วัดศักย์กระตุ้นได้
10.21 V ,12.10 V ถ้าระดับพลังงานต่ำสุดของไฮโดรเจน
เท่ากับ -13.6 eV จากผลการทดลองนี้ จงหาระดับพลังงาน
ของสถานะกระตุ้นที่ 1 และ 2
วิธีทำ
E = E1 - E2
E 2 = E1 + 10.21 eV
E 2 = -13.6 eV + 10.21 eV
E 3 = -13.6 eV + 12.10 eV

20. Ex.การผลิตรังสีเอกซ์โดยให้อิเล็ตรอน
หยุดทันทีเมื่อชนเป้าปรากฏว่าได้รังสีเอกซ์
มีความยาวคลื่น 0.124 nm จงหาความ
ต่างศักย์ที่ใช้ต่อกับหลอดรังสีเอกซ์
วิธีทำ จาก
hc (y = ความยาวคลื่น)
ymin=
eV
-34
8
6.63 x 10 x 3 x 10
V =
-9
-19
1.6 x10 x 0.124x10
V = 10,025V

21. Ex.หลอดรังสีเอกซ์ มีความต่างศักย์ระหว่างแคโทด
กับแอโนด 100 kV จงหาพลังงานจลน์สูงสุดของ
อิเล็กตรอนในหน่วยอิเล็กตรอนโวลต์ ,ความยาวคลื่น
ต่ำสุดของรังสีเอกซ์ และความถี่สูงสุดของรังสีเอกซ์
วิธีทำ หาพลังงานจลน์สูงสุด
E k = Ep
5
5
E k = qV = e x10 V = 10 eV
หาความยาวคลื่นต่ำสุด
หาความถี่สูงสุดของรังสีเอกซ์
hc
c
ymin=
fmax =
eV
ymin
-19
8
8
6.63 x 10 x 3 x 10
ymin =
= 3 x 10 -12
fmax
-19
5
12.4 x10
1.6 x10 x10

22. Ex.ถ้าแสงมีความยาวคลื่น 600 nm เมื่อแสง
นี้แสดงสมบัติของอนุภาคจะมีโมเมนตัมเท่าใด
วิธีทำ
h (y = ความยาวคลื่น)
P =
y
-34
6.63 x 10
P=
-9
600 x10

23. Ex.จงหาความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของ
อิเล็กตรอน ซึ่งเคลื่อนที่ด้วยพลังงานจลน์ 10 eV
วิธีทำ
h
y =
(y = ความยาวคลื่น)
mv
-34
6.63 x 10
y =
-31
-19 1/2
(2 x9.1 x 10 x10 x 1.6 x 10 )
y = 3.9 x 10
-10
m

24. Ex.จงหาอัตราเร็วและความต่างศักย์ที่ใช้
เร่งอิเล็กตรอนนี้ ทำให้อิเล็กตรอนมี
ความยาวคลื่นของ เดอบรอยล์ 0.1 nm
วิธีทำ
h (y = ความยาวคลื่น)
y =
mv
-9
6.63 x 10-34
0.1 x 10 =
-31
9.1 x 10 v
6
v = 7.3 x 10 m/s

25. Ex.จงใช้หลักความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก
จงคำนวณหาค่าความคลาดเคลื่อนน้อยที่สุดของ
พลังงานอิเล็กตรอนที่อยู่ในระดับพลังงานหนึ่งใน
-8
อะตอมเป็นเวลา 10 s
วิธีทำ
จาก
X
P >h
m
2
>h
v
t
E >
h
2 t