이전 글은 4번 문제풀이 였습니다
수능 문제 풀이-2023학년도 물리학1 - 4번, X선의 회절, 파동의 회절, 전자의 파동성, 물질파, 전자
혹시 글이 도움이 되신다면 잠시 시간을 내어 하트와 구독을 부탁드립니다 필자에게는 큰 힘이 됩니다 감사합니다 이전 글은 3번 풀이 입니다 2023.03.21 - [과학/물리학 문제 풀이 2023학년도 수능]
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이번글은
2023학년도 수능
(2022년도에 치러짐)
물리학1 - 5번 문제 풀이입니다
문제는 다음과 같습니다
글의 순서는
1. 보어의 원 모형
2. 문제풀이
입니다
1. 보어의 원자 모형
1)보어 이전의 모형
보어 이전의 모형은
'행성형 모형'이라고 하겠습니다
+전하를 띄는 원자핵 주변을
-전하는 띄는 전자가
전기력 인력에 의하여 돌고 있다는 모형입니다
이 모형의 문제점은
행성처럼 운동하는 전자가
에너지를 조금씩 잃다보면
점점 궤도가 작아지다가
원자핵과 한다는 부분을
해결하지 못하였습니다
(실제로 충돌하지 않습니다)
2) 보어의 원자모형
보어는 행성형 모형에 가설을 하나 추가합니다
'전자는 특정한 궤도에서만 존재하며
궤도와 궤도 사이의 에너지는 연속이 아니다'
즉, 특정한 양의 에너지를 얻거나 잃지 않으면
전자는 특정 궤도에 계속 머물러 있는다
라는 주장입니다
이 내용은 이전글에서 말한
양자와 관련이 있습니다
'전자가 특정 궤도 사이를 오고 간다'
->'궤도 사이의 에너지 차이만큼 점프 한다'
->'전자의 에너지가 불연속이다'
->'전자의 에너지는 양자화 되어 있다'
이 논리적 과정이 전달이 되면 좋겠습니다
발표돤 보어의 원자모형은
뤼드베리 공식(1888년)과
맞아 떨어지는 결과를 보여 지지를 받습니다
3)보어의 원자 모형의
뤼드베리 공식의 설명
보어의 원자 모형에서의 수소는
가운데 원자핵이 있고 전자 한개가
특정 궤도에 있습니다
뤼드베리 공식에 의하면
수소 원자는 특정 상태에 따른
에너지 차이가 있습니다
그렇다면 에너지 차이를 만들 수 있는건
원자핵이 아닌 전자라는 것입니다
(원자핵은 움직이지 않기 떄문입니다)
즉, '수소의 에너지 상태는
전자가 결정하고
그 상태는 전자의 궤도가 결정한다'
라는 가정이 가능합니다
이 가정은 뤼드베리 공식을
완벽히 설명이 가능하고
상태인 n의 숫자를
궤도넘버로 볼 수 있습니다
(양자에서는 주양자수 라고 부릅니다)
즉 n=1은 가장 안쪽 궤도
n=2는 두번째 궤도
n=3은 세번쨰 궤도
이런식으로 가능하고
에너지를 받은 전자가
아주 높은 궤도로 올라가서
아래궤도로 떨어지면
에너지가 줄어들고
그 감소하는 에너지를
빛으로 방출한다
그 방출된 빛을 본게
'수소 스펙트럼' 이다
이렇게 하면
모든게 맞아 떨어지게 됩니다
이후 찾아낸 결론은
라이먼 계열은 높은 궤도들에서
n=1인 궤도로 떨어질 때의 빛
(가장 높은 에너지 라서 자외선)
발머 계열은 높은 궤도들에서
n=2인 궤도로 떨어질 때의 빛
(자외선보다 에너지가 낮은 가시광선)
파셴 계열은 높은 궤도들에서
n=3인 궤도로 떨어질 때의 빛
(가시광선보다 에너지가 낮은 적외선)
이라는 결론 입니다
3. 문제풀이
ㄱ.)
a에서는
3에 있던 전자가
5로 전이 됩니다
이럴 경우 에너지를 흡수하므로
빛을 흡수합니다
그러므로 ㄱ은 틀렸습니다
ㄴ)
b의 경우와 d의 경우
방출되는 에너지는
d가 더 큽니다
에너지는 진동수와 비례하고
진동수와 파장은 반비례하므로
에너지가 낮은 b가
파장이 더 깁니다
그러므로 ㄴ은 맞습니다
ㄷ)
c의 에너지량은
d-(a-b)와 같으므로
2.55 가 됩니다
그러므로 ㄷ은 맞습니다
ㄴ, ㄷ이 맞으므로
정답은 4번이 됩니다
이번글에서는
2023학년도 수능
(2022년도에 치러짐)
물리학1 - 5번 문제 풀이와
전자의 파동성, 회절, 회절간섭무늬
전자현미경에 다하여
이야기하였습니다
도움이 되셨기를 바랍니다
감사합니다
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