原子（知識）の問題

金属の表面に振動数 $\nu$ の光を当てると、光子 1 個のエネルギー $h\nu$（$h$ はプランク定数）を金属内の電子 1 個が受け取り、電子が金属の外に飛び出すことがある。飛び出した電子（光電子）の運動エネルギーの最大値 $K_{\max }$ は、$K_{\max }=h\nu -W$ と表される。ここで $W$ は、金属内の電子 1 個を金属の外に取り出すために必要な最小のエネルギーであり、金属の種類によって決まる。この $W$ を何というか。

次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。

「β 崩壊では、原子核の中の中性子 1 個が陽子 1 個に変わり、このとき電子が β 線として原子核の外に放出される。そのため、β 崩壊によって原子核の原子番号は　a　、質量数は　b　。」

自然界の基本的な力（相互作用）は 4 種類に分けられる。そのうちの 1 つは、原子核の β 崩壊を引き起こす力で、この力によって原子核内の中性子が陽子に変わり、電子と反ニュートリノが放出される。この力は、クォークにもレプトンにもはたらくが、力の及ぶ距離は原子核の大きさよりもさらに短い。この力を何というか。

原子核は、正の電荷をもつ陽子と電荷をもたない中性子からできている。陽子どうしは静電気力（クーロン力）によって互いに反発し合うが、それでも原子核がばらばらにならないのは、陽子と中性子（核子）の間に、電荷の有無に関係なくはたらく別の力があるためである。この力は、およそ $10^{-15}\mathrm{m}$ 程度のごく近い距離でだけはたらき、その距離では静電気力よりもはるかに強い引力である。原子核の構成を学ぶときに出てくる、核子どうしを結びつけているこの力の名称を、漢字 2 字で答えよ。

次の文中の空欄 a・b に入る語句・式の組み合わせとして正しいものを、下のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、真空中の光の速さを $c$ とする。

「原子核の質量は、その原子核を構成する陽子と中性子をばらばらにしたときの質量の和より　a　。この質量の差を $\Delta m$ とし、質量欠損という。静止している原子核をばらばらの陽子と中性子に分けるには、外から　b　のエネルギーを加える必要がある。このエネルギーを原子核の結合エネルギーという。」