กลับมาพบพี่บิวอีกครั้งกลับทวงคืนคะแนนสอบ วันนี้พี่บิวจะพาน้องๆ ไปทวงคืนคะแนน PAT2 เรื่องฟิสิกส์อะตอม เรื่องฟิสิกส์อะตอมนี้ข้อสอบ PAT2 มักจะออก 3 เรื่องด้วยกัน คือ แบบจำลองอะตอมของโบร์ ,อะตอมของไฮโดรเจน และปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กตริก ถ้าน้องๆ อ่านไม่ทันพี่บิวแนะนำให้อ่านเน้นๆ แค่ 3 เรื่องนี้ไปเลยค่ะ
ทบทวนสูตรฟิสิกส์อะตอม
แบบจำลองอะตอมของโบร์
อิเล็กตรอนมีวงโคจรรอบนิวเคลียสเป็นชั้นๆ แล้วอิเล็กตรอนแต่ละตัวมีโมเมนตัมเชิงมุม มีสูตรดังนี้
\(L = mvR= n\bar h\) โดยที่ \(\bar h\) \(={\frac{h}{2{\pi}}}\)
สเปกตรัมของอะตอมของไฮโดรเจน
การเลื่อนชั้นวงโคจรของอิเล็กตรอนของไฮโดรเจนทำให้เกิดเส้นสปกตรัมขึ้น มีสูตรดังนี้
\(\frac{1}{\lambda}= R_H({\frac{1}{x^2}}-{\frac{1}{n^2})})\)
ปรากฎการณ์โฟโตอิเล็กตริก
ปรากฎการณ์ที่แสงทำให้เกิดไฟฟ้าขึ้น มีสูตรดังนี้
\(hf \)\(= W+{E_k}\) โดยที่ \(W= \)\(h{f_0} \)
โดยที่ \(R_H\) คือ ค่าคงที่ริดเบิร์ก \(1.1{\times}10^{-7} \,\, m^{-1}\)
\(x\) คือ ชั้นสุดท้ายที่อิเล็กตรอนอยู่
\(n\) คือ ชั้นแรกที่อิเล็กตรอนอยู่
\(L \) คือโมเมนตัมเชิงมุม
\(m\) คือ มวล \((g)\)
\(v\) คือ ความเร็ว \((g)\)
\(R\) คือ ระยะทาง \((m)\)
\(W\) คือ ฟังก์ชันงาน \((J)\)
\(hf\) คือ พลังงานจากแสงที่ตกกระทบ
\(E_k\) คือ พลังงานจลน์ \((J)\)
\(f_0\) คือ ความถี่ขีดเริ่ม \((Hz)\)
\(\lambda_0\) คือ ความยาวคลื่นขีดเริ่ม \((m)\)
\(c\)c คือ ความเร็วแสง \(3{\times}10^8 \,\, m/s\)
\(h\) คือ ค่าคงที่ของแพลงค์ \(6.63{\times}10^{-34} \,\, j.s\)
ตัวอย่างโจทย์ PAT2 ต.ค.59
อิเล็กตรอนที่โคจรอยู่รอบนิวเคลียสของไฮโดนเจนมีระดับพลังงานชั้นในสุดเท่ากับ -13.6 eV พลังงานดังกล่าวสอดคล้องกับพลังงานประเภทใดของอิเล็กตรอนมากที่สุด
1. พลังงานจลน์
2. พลังงานศักย์ไฟฟ้า
3. พลังงานศักย์โน้มถ่วง
4. ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์ไฟฟ้าและพลังงานจลน์
5. ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์
โจทย์ลักษณะอย่างนี้จะออกมาให้น้องๆ วิเคราะห์และตัดตัวเลือกซึ่งถ้าสังเกตดีๆ จะไม่ยากเลยว่าแล้วมาลองวิเคราะห์และตัดตัวเลือกไปพร้อมกับพี่บิวดีกว่าค่ะ
ตัวเลือกที่ 1 พลังงานจลน์ ถ้าพูดถึงพลังงานจลน์ก็ต้องนึกถึงวัตถุที่มีการเคลื่อนที่ อิเล็กตรอนมีการเคลื่อนที่รอบนิวเคลียส ดังนั้นอิเล็กตรอนก็มีพลังงานจลน์ ตัวเลือกที่ 1 จึงเป็นคำตอบที่ถูก
ช้าก่อนนะคะ! อย่าเพิ่งตอบตัวเลือกที่ 1 เลย ลองพิจารณาตัวเลือกที่เหลือก่อน
ตัวเลือกที่ 2 พลังงานศักย์ไฟฟ้า อิเล็กตรอนที่มีการเคลื่อนที่ด้วยประจุลบซึ่งเป็นประจุไฟฟ้า ดังนั้นอิเล็กตรอนก็จะมีพลังงานศักย์ไฟฟ้าเหมือนกัน ตัวเลือกที่ 2 ก็เป็นคำตอบที่ถูก
ตัวเลือกที่ 3 พลังงานศักย์โน้มถ่วง ถ้าพูดถึงพลังงานศักย์โน้มถ่วงก็ต้องนึกถึงพลังงานศักย์ที่สะสมในวัตถุที่อยู่ในที่สูงหรือที่ๆ มีแรงโน้มถ่วง ดังนั้นอิเล็กตรอนไม่มีแรงโน้มถ่วง ตัวเลือกที่ 3 จึงไม่ถูก
ตัวเลือกที่ 4 ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์ไฟฟ้าและพลังงานจลน์ จากตัวเลือกที่ 1 กับตัวเลือกที่ 2 เป็นคำตอบที่ถูก ดังนั้นตัวเลือกที่ 4 จึงเป็นตัวเลือกที่ถูกไปนะคะ
ตัวเลือกที่ 5 ผลรวมระหว่างพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์ จากตัวเลือกที่ 3 คำตอบไม่ถูก ดังนั้นตัวเลือกที่ 5 จึงไม่ถูกเช่นกันค่ะ
โจทย์ถามว่า สอดคล้องกับพลังงานประเภทใดของอิเล็กตรอนมากที่สุด ดังนั้นตัวเลือกที่ 4 จะเป็นตัวเลือกที่ถูกที่สุดตัวเลือกที่ 4 จึงเป็นคำตอบข้อนี้ไปค่ะ
โจทย์ข้อนี้ก็จะไม่มีคำนวณแต่จะให้วิเคราะห์โจทย์ ข้อง่ายๆ แบบนี้น้องๆ ต้องทวงคะแนนคืนมาให้ได้นะคะ
หากน้องๆมีข้อสงสัยเกี่ยวกับฟิสิกส์อะตอมหรือฟิสิกส์เรื่องอื่นๆ สามารถสอบถามเข้ามาได้ที่ line @schooldekd หรือ facebook : schooldekd
ถ้าหากน้องๆอยากติวเพิ่มเติมสามารถสมัครเรียนได้ที่ พิชิต TCAS – ของไหล ความร้อน อะตอมนิวเคลียร์ สอนโดย สอนโดย อ.หลิน อาจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์ คณะวิทยาศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ที่จะสอนพร้อมสอดแทรกเทคนิคการทำโจทย์ และชี้จุดควรระวังในการทำข้อสอบให้กับน้องๆ ด้วย ได้เรียนกับตัวจริงด้านฟิสิกส์แบบนี้ พลาดไม่ได้เลยนะคะ
