ฟิสิกส์ปรมาณู

ในการทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกนนั้นพบว่าเมื่อเพิ่มค่าความต่างศักย์จนถึงค่าสูงสุด ของเครื่องมือแล้วไม่สามารถทำให้หยดน้ำมันหยุดนิ่ง หรือเคลื่อนที่ในทิศทางตรงข้ามกับเมื่อยัง ไม่ให้ค่าความต่างศักย์แสดงว่า

• หยดน้ำมันมีมวลมากเกินไป

• หยดน้ำมันมีประจุชนิดที่ทำให้แรงเนื่องจากสนามไฟฟ้ามีทิศทางเดียวกับแรงโน้มถ่วง

• สนามไฟฟ้ามีค่าน้อยเกินไป

• ถูกทุกข้อ

ในการทดลองหยดน้ำมันของมิลลิแกน ปรากฏว่าเมื่อยังไม่ได้ใส่สนามไฟฟ้าเข้าไป หยดน้ำมันตกลงด้วยความเร็วคงที่ค่าหนึ่งเมื่อใส่สนามไฟฟ้าเข้าไปเพื่อจะให้หยดน้ำมันลอยนิ่งอยู่กับที่ กลับปรากฏว่าหยดน้ำมันกลับตกลงด้วยความเร็วสูงกว่าเดิม เหตุผลต่อไปนี้ข้อใดถูกต้องที่สุด

• ความเข้มของสนามไฟฟ้าต่ำเกินไป

• หยดน้ำมันนั้นมีประจุลบ

• ความเข้มของสนามไฟฟ้าสูงเกินไป

• ทิศทางของสนามไฟฟ้ากลับกันกับที่ควรจะเป็น

ในการทดลองเรื่องหยดน้ำมันของมิลลิแกน ถ้าใช้ความต่างศักย์ไฟฟ้า 100 โวลต์ หยดน้ำมันมีมวล 8 x 10^-16 กิโลกรัม ระยะระหว่างแผ่นขั้วโลหะเท่ากับ 0.8 เซนติเมตร ทำให้หยดน้ำมัน อยู่นิ่งหยดน้ำมันได้รับอิเล็กตรอนกี่ตัว

• 8 ตัว

• 6 ตัว

• 4 ตัว

• 2 ตัว

เมื่อแสงมีค่าความยาวคลื่น = 170 nm ตกลงบนโลหะที่มีค่าพลังงานที่โลหะยึดอิเล็กตรอนไว้ (W ) = 2.2 eV จะเกิดโฟโตอิเล็กตรอนที่มีความเร็วค่าหนึ่ง ถ้าต้องการให้ เกิดโฟโตอิเล็กตรอนนี้เป็นจำนวนมากกว่าเดิมควรจะ

• เพิ่มความยาวคลื่น

• ลดค่าความยาวคลื่น

• เพิ่มค่าความเข้ม

• ผิดทุกข้อ

ผลสรุปที่สำคัญที่ได้จากปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กตริกคือ

• โฟโตอิเล็กตริกจะเกิดทันทีเมื่อแสงตกกระทบผิวของโลหะ

• อิเล็กตรอนจะถูกยึดไว้กับโลหะพลังงานที่โลหะยึดจะต่างกันตามชนิดของโลหะ

• คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีสมบัติเป็นอนุภาค

• E = mc²

พลังงานจลน์สูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนนั้น

• ไม่ขึ้นกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบ

• ขึ้นกับรากที่สองของความเข้มของแสงที่ตกกระทบ

• ขึ้นกับกำลังสองของความเข้มของแสงที่ตกกระทบ

• ขึ้นกับกำลังของความเข้มของแสงที่ตกกระทบ

นัยน์ตามนุษย์สามารถรับคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ากลังงาน 10^-18 จูล ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่พลังงานนี้มีความยาวคลื่น 6 x 10^-7 เมตร โฟตอนที่รับได้มีจำนวน ( ค่านิจพลังค์ = 6.6 x 10^-34 จูล-วินาที )

• 5 โฟตอน

• 4 โฟตอน

• 3 โฟตอน

• 2 โฟตอน

ในการทดลองวัดอัตราส่วนประจุต่อมวลของอิเล็กตรอนโดยวีธีของทอมสันโดยครั้งแรกให้รังสี แคโทดเกิดการเบี่ยงเบนในสนามแม่เหล็ก แต่เมื่อใส่สนามไฟฟ้า เข้าไปเพื่อหักล้างการ เบี่ยงเบนของรังสีแคโทด กลับปรากฏว่ารังสีแคโทดกลับเบี่ยงเบนมากขึ้น ผู้ทำการทดลอง

ควรจะทำอย่างไร

• ลดความเข้มของสนามแม่เหล็ก

• ลดความเข้มของสนามไฟฟ้า

• เพิ่มความเข้มของสนามไฟฟ้า

• กลับทิศทางของสนามไฟฟ้า

เมื่อให้แสงที่มีความยาวคลื่น 450 นาโนเมตร ตกกระทบผิวโลหะชนิดหนึ่ง ปรากฏว่าต้องใช้ ความต่างศักย์ในการหยุดยั้งโฟโตอิเล็กตรอนเท่ากับ 1.5 โวลต์ ถ้าต้องการให้อิเล็กตรอนหลุด ออกจากผิวโลหะได้พอดี จะต้องใช้แสงที่มีความยาวคลื่นเท่าใด ( กำหนดให้ ค่านิจของพลังค์ h = 6.6x10^-34 จูล-วินาที ความเร็วของแสง c =3x10⁸ เมตร/วินาที ประจุของอิเล็กตรอน e = 1.6x10^-19 คูลอมบ์ )

• 330 นาโนเมตร

• 660 นาโนเมตร

• 990 นาโนเมตร

• 1,200 นาโนเมตร

ในการทดลองของฟรังค์และเฮิรตซ์นั้น ถ้าในหลอดบรรจุก๊าซไฮโดรเจน จะพบว่า

• กระแสไฟฟ้าจะลดลง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่าประมาณ 13.6 โวลต์

• กระแสไฟฟ้าจะลดลง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่าประมาณ 4.9 โวลต์

• กระแสไฟฟ้าจะลดลง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่าประมาณ 10.2 โวลต์

• กระแสไฟฟ้าจะลดลง เมื่อความต่างศักย์ไฟฟ้ามีค่าประมาณ 6.7 โวลต์