原子（知識）の問題

水素原子のエネルギー準位と、水素原子が出す光の線スペクトルについて、ボーアの水素原子模型にもとづいて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。ただし、$n$ は量子数（$n=1,2,3,\cdots$）とする。

• ア　水素原子のエネルギー準位の間隔は、量子数 $n$ が大きい準位ほど広くなる。
• イ　電子が高いエネルギー準位から低いエネルギー準位に移るとき、2 つの準位のエネルギーの差に等しいエネルギーをもつ光子が 1 個放出される。
• ウ　水素原子が出す光のスペクトル系列のうち、可視光の領域に線が現れるのはライマン系列である。
• エ　基底状態にある水素原子は、どのような振動数の光を当てても、その光を吸収して励起状態に移る。
• オ　電子の円軌道の半径は、量子数 $n$ が大きい定常状態ほど小さくなる。

光の粒子性について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　金属に当てる光の振動数が限界振動数より小さくても、光を十分に強くすれば光電子が飛び出す。
• イ　金属に当てる光の振動数を変えずに強さだけを大きくすると、飛び出す光電子の運動エネルギーの最大値が大きくなる。
• ウ　仕事関数が大きい金属ほど、その金属の限界振動数は小さい。
• エ　X 線光子が静止している電子に衝突して散乱されると、散乱された X 線の波長は入射した X 線の波長より長くなる。
• オ　光子 1 個のエネルギーは、その光の波長に比例する。

ボーアの水素原子模型について述べた次の文のうち、誤っているものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、$n$ は量子数（$n=1,2,3,\cdots$ の正の整数）、$E_n$ は量子数 $n$ の定常状態にある水素原子のエネルギー、$h$ はプランク定数とする。

• ア　電子が定常状態にあって原子核のまわりを回っている間は、原子は電磁波（光）を放出しない。
• イ　水素原子のエネルギー準位 $E_n$ は、量子数 $n$ が大きいほど高くなり、となり合う準位どうしの間隔は広くなる。
• ウ　電子がエネルギー $E_n$ の定常状態から、それより低いエネルギー $E_{n^{\prime }}$ の定常状態へ移るとき、振動数 $\nu$ が $h\nu =E_n-E_{n^{\prime }}$ を満たす光子を 1 個放出する。
• エ　水素原子が出す光のスペクトルが線スペクトルになるのは、水素原子のエネルギー準位がとびとびの値しかとらないためである。

X 線管で発生する X 線と、電子の波動性について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。ただし、X 線管では、陰極から出た電子を電圧（加速電圧）で加速して陽極の金属に当て、X 線を発生させるものとする。

• ア　固有 X 線（特性 X 線）の波長は、加速電圧を大きくすると短くなる。
• イ　連続 X 線の最短波長は、陽極の金属の種類で決まり、加速電圧を変えても変わらない。
• ウ　連続 X 線は、陽極の金属原子の内側の軌道に空きができ、そこへ外側の軌道の電子が移るときに放出される。
• エ　電子を加速する電圧を大きくすると、電子のド・ブロイ波長は長くなる。
• オ　結晶に電子線を当てると、X 線を当てたときと同じように、回折による強め合いの模様が観測される。

放射線と放射性崩壊について述べた文として最も適当なものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　$\alpha$ 線・$\beta$ 線・$\gamma$ 線のうち、物質を透過する能力が最も大きいのは $\alpha$ 線である。
• イ　$\beta$ 線の正体は高速の電子の流れであり、磁場の中を通ると進路が曲げられる。
• ウ　$\gamma$ 線の正体はヘリウム原子核の流れであり、電荷をもっている。
• エ　原子核が $\alpha$ 崩壊すると、質量数は変わらず、原子番号が $1$ 増える。
• オ　放射性原子核の半減期は、その物質の温度を高くすると短くなる。