ตัวนำ กึ่งตัวนำ และฉนวน

ฟิสิกส์

ระยะ ซ้าย (cm)

ระยะขวา (cm)

$\overline X  = \frac{{x_1  + x_2 }}{2}<br />$

$\sqrt {D^2  + \overline x } ^2<br />$

$<br /> \sin \theta  = \frac{{\overline x }}{{\sqrt {D^2  + x^2 } }}<br />$

สร้างเมื่อ 25 เม.ย. 2555 14:27:26

ระดับม.6
2,971 view

ตัวนำ กึ่งตัวนำ และฉนวน

สมบัติทางด้านการนำไฟฟ้าของสารต่างๆ โดยเฉพาะของแข็งแตกต่างกันมาก หากเปรียบเทียบสภาพต้านทานไฟฟ้า (electrical resistivity) ระหว่างโลหะเงินที่มีค่า $1.6x10^{-8}$ โอห์มเมตรกับควอตเหลวซึ่งมีสภาพต้านทานเป็น $1.6x10^{-8}$ โอห์มเมตร จะเห็นได้ว่า ฉนวนมีความต้านทานประมาณ $10^{25}$ เท่าของตัวนำ ซึ่งความต้านทานไฟฟ้านี้เป็นสมบัติที่แตกต่างกันมาก อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้สารต่างๆ มีสมบัติแตกต่างกันมากเช่นนั้น
จากความเข้าใจเรื่องระดับพลังงานของอะตอมเดี่ยวๆที่เป็นแก๊สเช่น ระดับพลังงานของอะตอมของไฮโดรเจน นอกจากจะสามารถขยายไปครอบคลุมกรณีระดับพลังงานของอะตอมที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีหลายอิเล็กตรอนแล้ว ยังขยายไปครอบคลุมระบบอะตอมในของแข็งที่เป็นโลหะและอโลหะได้ด้วยและโครงสร้างของระดับพลังงานของระบบนี้กับระดับพลังงานของอิเล็กตรอนในชั้นพลังงานเป็นตัวกำหนดสมบัติการนำไฟฟ้า ทำให้สามารถเข้าใจความแตกต่างที่เกิดขึ้นได้ แต่หากจะรู้รายละเอียดก็จะต้องเรียนในระดับที่สูงขึ้น ในที่นี้จะกล่าวเพียงคร่าวๆให้พอเห็นภาพความแตกต่างที่เกิดขึ้น

ก. ระดับพลังงานในของแข็ง ข. ระดับพลังงานในอะตอมเดี่ยว

รูป 19.53 เปรียบเทียบระดับพลังงานของของแข็ง และอะตอมเดี่ยว

ในกรณีของธาตุอะตอมเดี่ยว เช่น แก๊สไฮโดรเจน (เป็นแก๊สที่อุณหภูมิ $25^ \circ  C$ ) ระดับพลังงานจะเป็นดังรูป 19.53 ข. ส่วนของแข็งที่เป็นโลหะและอโลหะจะมีระดับพลังงานเป็นแถบ (energy band) ดังรูป 19.53 ก. แถบที่มีอิเล็กตรอนเต็มจะมีพลังงานต่ำกว่าเรียกว่าแถบวาเลนซ์ (valence band) เป็นแถบที่ไม่นำไฟฟ้า สำหรับแถบพลังงานที่อยู่สูงขึ้นไปเรียกว่าแถบนำไฟฟ้า (conduction band)

ตัวนำ (conductor) จะมีอิเล็กตรอนเต็มในแถบวาเลนซ์ และมีอิเล็กตรอนอยู่บ้างในแถบนำไฟฟ้า เมื่อให้สนามไฟฟ้าก็จะเกิดการนำไฟฟ้าขึ้น

ฉนวน (insulator) จะมีอิเล็กตรอนเต็มในแถบวาเลนซ์ และไม่มีอิเล็กตรอนอยู่ในแถบนำไฟฟ้า มีช่องว่างระหว่างแถบพลังงาน (energy gap) ทั้งสอง ช่องว่างนี้จะกว้างมากจนเมื่อให้พลังงานไฟฟ้า(ในรูปของศักย์ไฟฟ้า) หรือพลังงานความร้อน หรือพลังงานแสง ก็ไม่สามารถทำให้อิเล็กตรอนในชั้นแถบวาเลนซ์ ถูกกระตุ้นขึ้นมาที่แถบนำไฟฟ้า จึงไม่มีการนำไฟฟ้า

กึ่งตัวนำ (semiconductor) จะมีอิเล็กตรอนเต็มแถบวาเลนซ์คล้ายฉนวน แต่มีช่องว่างพลังงานเหนือแถบนั้นค่อนข้างแคบ ที่อุณหภูมิปกติ พลังงานความร้อน สามารถกระตุ้นให้อิเล็กตรอนเหล่านี้เองที่เป็นพาหะ (carrier) ของไฟฟ้าและทำให้นำไฟฟ้าได้บ้าง ทำให้ความต้านทานไม่สูงมากนักและนับเป็นสารกลุ่มกึ่งตัวนำ สารกึ่งตัวนำบางชนิดสามารกระตุ้นอิเล็กตรอนจากแถบวาเลนซ์ให้ขึ้นไปแถบนำไฟฟ้าได้ด้วยแสง และสามารถนำมาใช้เป็นประเภทLDR (Light Dependent Resistance) หรือเป็นตัวรับรู้ (sensor) แสง

ในทางปฏิบัติจะมีการใช้ฉนวน เช่น ยาง พลาสติก ทำที่หุ้มสายไฟฟ้าที่ทำจากโลหะซึ่งเป็นตัวนำไฟฟ้า ส่วนตัวต้านทานที่ใช้ในวงจรไฟฟ้าและวงจรอิเล็กทรอนิกส์นั้นจะมีค่าความต้านทานไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำกับฉนวน คือมีค่าตั้งแต่ 1 โอห์ม ถึง 100 เมกะโอห์ม

การทดลองและกิจกรรม

กิจกรรมสาธิต (สำหรับโรงเรียนที่มีเครื่องมือพร้อม)

กิจกรรม 19.1 การศึกษาเปรียบเทียบการแผ่รังสีของวัตถุดำ

วิธีสาธิต ใช้เตาไฟฟ้าแบบขดความร้อน 220 โวลต์ แทนวัตถุดำ เตาไฟฟ้าจะมีอุณหภูมิสูงขึ้นตามปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้าไป ปริมาณกระแสไฟฟ้านี้สามารถควบคุมได้โดยใช้เครื่องควบคุมกระแสไฟฟ้า (dimmer)

รูป 19.54 แสดงการต่อวงจรไฟฟ้า

เมื่อวัตถุดำ(เตาไฟฟ้า) มีอุณหภูมิค่าหนึ่ง จะมีการแผ่รังสีหรือปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาดังรูป 19.54 ถ้าโรงเรียนมีเครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส Non-contact infrared thermometer สามารถนำมาใช้วัดอุณหภูมิของเตาไฟฟ้าในขณะที่แผ่รังสีได้

ร่างกายมนุษย์ที่ยังมีชีวิต จะมีอุณหภูมิค่าหนึ่ง มีการแผ่รังสีหรือปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมา เราสามารถใช้เครื่องวัดอุณหภูมิแบบไม่สัมผัส Non-contact infrared thermometer มาใช้วัดอุณหภูมิร่างกายได้ ดังที่ใช้ในกรณีของโรค SARS (severe Acute Respiratory)

กิจกรรมสาธิต

กิจกรรม 19.2 การเปรียบเทียบลักษณะการกระเจิงของอนุภาคแอลฟา

วิธีทดลอง ใช้แม่เหล็กแผ่นกลมขนาดเท่ากันซ้อนกันหลายๆอัน วางบนถาดลดแรงเสียดทานเรียกแม่เหล็กนี้ว่า แม่เหล็ก A โรยเม็ดพลาสติกลงบนถาดรอบแม่เหล็ก A แล้วเกลี่ยให้สม่ำเสมอวางแม่เหล็กอีกแท่งหนึ่งบนเม็ดพลาสติกโดยให้อยู่ในลักษณะที่มีแรงผลักระหว่างกัน เรียกแม่เหล็กอันที่สองนี้ว่า แม่เหล็ก a กำหนด oo ผ่านแม่เหล็ก A ผลักแม่เหล็ก a เข้าหา A ในแนว oo และขนานกับ oo หลายๆครั้ง โดยใช้แรงเท่าเดิม แต่ให้แนวการเคลื่อนที่ของแม่เหล็ก a ห่างจาก oo ต่างๆกัน ดังรูป 19.55 แล้วสังเกตว่าแม่เหล็ก A มีการเคลื่อนที่หรือไม่ และแนวการเคลื่อนที่ของ a เมื่อผ่าน A เป็นอย่างไร

รูป 19.55 การเปรียบเทียบการกระเจิงของอนุภาคแอลฟา

การทดลอง 19.1 การศึกษาสเปกตรัมของแก๊สร้อน (แก๊สไฮโดรเจน อาร์กอน นีออน)

วิธีทดลอง ต่อเสียบหลอดบรรจุแก๊สเข้ากับที่เสียบขดลวดเหนี่ยวนำและต่อเข้ากับหม้อแปลงโวลต์ต่ำ ใช้ความต่างศํกย์ 12 โวลต์ วางไม้เมตรไว้ข้างหน้าหลอด จัดให้ขีดกึ่งหลางไม้เมตรอยู่ตรงกับหลอดบรรจุแก๊สดังรูป 19.56

รูป 19.56 การจัดอุปกรณ์สำหรับหาความยาวคลื่นของแสงเลเซอร์

วัดระยะตั้งฉาก D จากไม้เมตร ห่างออกประมาณ 1 เมตร ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มองเกรตติงเปิดสวิตช์หม้อแปลงแล้วมองผ่านเกรตติง จัดระนาบให้เส้นสเปกตรัมปรากฏชัดที่ทั้งสองข้างของไม้เมตร บันทึกภาพและสีที่เห็น จากนั้นบันทึกตำแหน่งต่างๆ ของเส้นสเปกตรัมที่ ปรากฏบนไม้เมตร บันทึกภาพและสีที่เห็น จากนั้นบันทึกตำแหน่งต่างๆ ของเส้นสเปกตรัมที่ปรากฏบนไม้เมตรแต่ละข้าง หาระยะห่างจากขีดกลางไม้เมตรของสเปกตรัมแต่ละสีเป็นระยะ x

ตารางบันทึกผลการทดลองอาจเป็นดังต่อไปนี้

ระยะ D = 1 เมตร เกรตติงที่ขนาด 5300 เส้นต่อเซนติเมตร ดังนั้น $d = \frac{1}{{5300}}$ ซม.

โจทย์แบบฝึกหัดบทที่ 19

คำถาม

1. รูปแสดงระดับพลังงานของอะตอมของโลหะชนิดหนึ่ง

รูป สำหรับคำถามข้อ 1

ก. อิเล็กตรอนต้องดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีพลังงานเท่าใด จึงจะเปลี่ยนระดับพลังงานจากสถานะพื้นไปยังสถานะกระตุ้นที่ n = 4

ข. จากข้อ ก. การเปลี่ยนระดับพลังงานจากสถานะถูกกระตุ้น n = 4 กลับไปยังสถานะพื้น n = 1 อาจเกิดขึ้นได้กี่แบบ และเส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นมีทั้งหมดกี่ความถี่

ปัญหา

1. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 2.8x10^7 เมตรต่อวินาที เข้าสู่สนามแม่เหล็กที่มีทิศตั้งฉากกับสนามแม่เหล็ก ปรากฏว่าอิเล็ตรอนเคลื่อนที่เป็นวงกลมรัศมี 0.1 เมตร จงหาว่าสนามแม่เหล็กที่ใช้มีขนาดที่เทสลา กำหนดให้ประจุไฟฟ้าต่อมวลของอิเล็กตรอนเป็น $1.76x10^{11}$ คูลอมบ์ต่อกิโลกรัม เมตรต่อวินาที เคลื่อนที่ในทิศทางตั้งฉากกับสนามแม่เหล็กขนาด เทสลา ทำให้ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในแนวโค้งดังรูป จงหาขนาดของสนามไฟฟ้าที่จะทำให้ลำอิเล็กตรอนเคลื่อนที่ตรงไปโดยไม่เบน

2. ลำอิเล็กตรอนมีอัตราเร็ว [tex 2.0x10^7[/tex]

รูป สำหรับปัญหาข้อ 2

3. ในการทดลองวัดอัตราส่วนประจุไฟฟ้าต่อมวล $displaystyle \frac{q}{m}$ แบบทอมสัน ระยะระหว่างแผ่นโลหะที่ใช้เท่ากับ 0.008 เมตร และความต่างศักย์ไฟฟ้าระหว่างแผ่นโลหะทั้งสองเท่ากับ 300 โวลต์ พบว่าถ้าใช้สนามแม่เหล็กสม่ำเสมอขนาด 0.002 เทสลาตั้งฉากกับสนามไฟฟ้า จะทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นแนวตรงในระหว่างแผ่นโลหะทั้งสอง และเมื่อตัดสนามไฟฟ้าออกอิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่เป็นส่วนโค้งของวงกลมซึ่งมีรัศมีเท่ากับ 6.0 เซนติเมตร ถ้าโลหะแผ่นบนมีศักย์ไฟฟ้าเป็นบวก จงแสดงทิศของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็ก และคำนวณ

ก. อัตราเร็วของอิเล็กตรอน

ข. อัตราส่วนประจุไฟฟ้าต่อมวลของอิเล็กตรอน

ค. ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้เร่งอิเล็กตรอนจากหยุดนิ่งจนมีอัตราเร็วเท่ากับในข้อ ก.

                 4. อนุภาคแอลฟาเคลื่อนที่ตรงไปยังนิวเคลียสของทองคำ อนุภาคแอลฟาเคลื่อนที่ช้าลงๆ จนกระทั่งหยุดนิ่ง ณ ตำแหน่งหนึ่งห่างจากนิวเคลียสแล้วจึงเคลื่อนที่ย้อนกลับทางเดิม จงอธิบายว่าทำไมเป็นเช่นนั้น และให้คำนวณว่า อนุภาคแอลฟาที่เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 3.3x10^7 เมตรต่อวินาที จะเข้าใกล้จุดศูนย์กลางของนิวเคลียสของทองคำมากที่สุดเป็นระยะเท่าใด
                กำหนดให้ค่าคงตัวของคูลอมบ์ K = 9.0x10^9 Nm^2 /C^2
                ประจุของอนุภาคแอลฟาเป็น 2 เท่าของประจุของอิเล็กตรอนและมีมวลเท่ากับ
                 $6.68x10^{-27}$ กิโลกรัม ประจุของนิวเคลียสของทองคำเท่ากับ 79 เท่าของอิเล็กตรอน

5. ในการทดลองของมิลลิแกน เมื่อใช้สนามไฟฟ้ามีทิศดิ่งขึ้นขนาด 1.96x10^4 นิวตันต่อคูลอมบ์จะทำให้หยดน้ำมันมวล $3.2x10^{-15}$ กิโลกรัมหยุดนิ่งได้ จงคำนวณว่าหยดน้ำมันหยดนี้ได้รับหรือเสียอิเล็กตรอนกี่ตัว

6. จงคำนวณความถี่ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกดูดกลืนหรือเปล่งออกมาจากอะตอมไฮโดรเจนเมื่ออะตอมเปลี่ยนระดับพลังงานจาก n = 1 ไปยัง n = 3 และจาก n = 6 ไปยัง n = 3

7. ถ้าอะตอมไฮโดรเจนถูกกระตุ้นไปยังระดับพลังงาน n = 3 เมื่ออะตอมไฮโดรเจนกลับสู่สถานะพื้น จงคำนวณความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นทั้งหมดของอะตอมไฮโดรเจน

8. ความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมสีแดงในอนุกรมบัลเมอร์ของสเปกตรัมไฮโดรเจนมีค่า 656.2 นาโนเมตร ผลต่างของระดับพลังงานสองระดับที่ทำให้เกิดเส้นสเปกตรัมสีแดงเส้นนี้ มีค่ากี่อิเล็กตรอนโวลต์

9. เมื่อแสงความถี่ $8.0x10^{14}$ เฮิรตซ์ ตกกระทบผิวโลหะชนิดหนึ่ง ทำให้โฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวโลหะนั้นมีความเร็วสูงสุดเท่ากับ displaystyle 7.0x10^5 เมตรต่อวินาที จงคำนวณความถี่ขีดเริ่มของแสงสำหรับโลหะชนิดนี้

10. ฟังก์ชันงานของทองแดงเท่ากับ $7.4x10^{-14}$ จูล จงคำนวณความถี่ขีดเริ่มของแสงสำหรับทองแดง แสงที่ตามองเห็นจะทำให้เกิดโฟโตอิเล็กตรอนจากทองแดงหรือไม่ ก. พลังงานน้อยที่สุดที่ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอม

11. รังสีอัลตราไวโอเลตความถี่ $3.0x10^{16}$ เฮิรตซ์ ทำให้อิเล็กตรอนหลุดจากอะตอมของธาตุชนิดหนึ่ง และมีพลังงานจลน์ $displaystyle 5.0x10^{-18}$ จูล จงหา

ข. ความถี่ต่ำสุดที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริกกับธาตุนี้

12. การศึกษาปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก ผู้ทดลองได้บันทึกความถี่ f และความต่างศักย์หยุดยั้ง displaystyle V_s ดังตาราง

$f(x10^{14} Hz)<br />$	12.0	9.5	8.2	5.5
	3.00	2.10	1.60	0.50

ก. เขียนกราฟระหว่าง f กับ V_s โดยให้ f อยู่บนแกนนอน และ อยู่บนแกนตั้ง

ข. จากกราฟในข้อ ก. ความถี่ขีดเริ่ม ค่าคงตัวพลังค์และฟังก์ชันงาน มีค่าประมาณเท่าใด

13. ในการทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์พบว่า นอกจากอะตอมปรอทจะดูดกลืนพลังงาน 4.9 อิเล็กตรอนโวลต์แล้วยังดูดกลืนพลังงานปริมาณอื่นๆ เช่น 6.7 และ 10.4 อิเล็กตรอนโวลต์ด้วยในการชนกันระหว่างอิเล็กตรอนกับอะตอมปรอท ถ้าอิเล็กตรอนที่เข้าชนมีพลังงานเป็น 4.0, 6.0, 9.0 และ 11.0 อิเล็กตรอนโวลต์ ตามลำดับ ในแต่ละกรณี จงคำนวณความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อะตอมปรอทเปล่งออกมา

14. ถ้าความต่างศักย์ไฟฟ้าซึ่งใช้เร่งอิเล็กตรอนในหลอดกำเนิดรังสีเอกซ์มีค่าเท่ากับ 16,000 โวลต์ จงหาพลังงานสูงสุดของรังสีเอกซ์ที่เปล่งออกมาจากหลอดนี้

15. ความถี่ขีดเริ่มของแสงสำหรับผิวของโซเดียมเท่ากับ $5.6x10^{14}$ เฮิรตซ์
ก. จงคำนวณพลังงานเป็นอิเล็กตรอนโวลต์ที่ใช้ในการทำให้อิเล็กตรอนพอดีหลุดจากผิวของโซเดียม
ข. ความเร็วสูงสุดของโฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวโซเดียมเมื่อมีแสงความยาวคลื่น $2.0x10^{-7}$ เมตร ตกกระทบ

16. ในการทดลองปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก พบว่า ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์สูงสุด E_K _สูงสุด ของโฟโตอิเล็กตรอนที่หลุดจากผิวโลหะชนิดหนึ่งและความถี่ f ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบผิวโลหะนั้น เป็นเส้นตรงดังกราฟรูป

รูป สำหรับปัญหาข้อ 16
จากกราฟจงหา ก. ความถี่ขีดเริ่ม

ข. ค่าคงตัวพลังค์

ค. ฟังก์ชันงานของโลหะนี้

ง. ถ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตกกระทบผิวโลหะมีค่า $1.0x10^{15}$ เฮิรตซ์ พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนมีค่าเท่าใด

17. อิเล็กตรอนถูกเร่งในหลอดรังสีเอกซ์จนมีพลังงานจลน์สูงสุดเท่ากับ 40 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ เข้ากระทบเป้าโลหะ และปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา จงคำนวณ

ก. พลังงานสูงสุดของโฟตอนของรังสีเอกซ์

ข. ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่ใช้เร่งอิเล็กตรอน

ค. ความถี่สูงสุดของรังสีเอกซ์

18. อิเล็กตรอนในหลอดภาพโทรทัศน์สีถูกเร่งด้วยความต่างศักย์ไฟฟ้า 24 กิโลโวลต์ เมื่ออิเล็กตรอนกระทบจอภาพจะมีรังสีเอกซ์เกิดขึ้นด้วย จงคำนวณความยาวคลื่นน้อยที่สุดและความถี่สูงสุดของรังสีเอกซ์ที่เกิดขึ้น

19. หลอดโซเดียมขนาด 100 วัตต์ ให้แสงสีเหลืองที่มีความยาวคลื่น 590 นาโนเมตร จงคำนวณพลังงานโฟตอนของแสงสีเหลืองและจำนวนโฟตอนที่ถูกปล่อยออกจากหลอดใน 1 วินาที

20. จงคำนวณความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของสิ่งต่อไปนี้

                ก. อนุภาคมวล 1 กรัม เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว     2.0x10^3 เมตรต่อวินาที
                ข. อิเล็กตรอนมวล $9.1x10^{-31}$ กิโลกรัม มีพลังงานจลน์ 3 อิเล็กตรอนโวลต์
                ค. วัตถุมวล 1 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว $10^{-3}$ เมตรต่อวินาที

21. คนที่อยู่กลางแดดในตอนกลางวันเป็นเวลานานจะทำให้ผิวหนังคล้ำได้ จากการศึกษาพบว่าพลังงานโฟตอนของแสงแดดที่มีผลให้ผิวหนังคล้ำนั้น มีค่าประมาณ 3.5 อิเล็กตอนโวลต์ จงหาความยาวคลื่นของโฟตอน และความยาวคลื่นที่คำนวณได้ อยู่ในช่วงรังสีชนิดใดในสเปกตรัมคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

22. ตัวรับรู้ทางแสงชนิดหนึ่งถูกออกแบบให้ทำงานเมื่อมีแสงช่วงที่ตามองเห็น (ความยาวคลื่นระหว่าง 380 - 760 นาโนเมตร) วัสดุใดเหมาะสมที่จะนำไปสร้างตัวรับรู้

วัสดุ

ฟังก์ชันงาน (eV)

ซีเลียม

ลิเทียม

แทนทาลัม

ทองคำ

1.8

2.3

4.2

4.8

23. จงคำนวณ ก. ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของลูกบอลมวล 0.40 กิโลกรัม เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็ว 10 เมตรต่อวินาที

ข. ความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของลูกบอลนี้ จะวัดในห้องทดลองได้หรือไม่ เพราะเหตุใด

24. จงเปรียบเทียบความยาวคลื่นเดอบรอยล์ของอิเล็กตรอนและนิวเคลียสไฮโดรเจนที่ถูกเร่งด้วยความต่างศักย์ 300 โวลต์เท่ากันกำหนด มวลของนิวเคลียสไฮโดรเจนเท่ากับ $1.67x10^{-27}$ กิโลกรัม

25. เครื่องผลิตเลเซอร์ที่ใช้ในห้องทดลองวิทยาศาสตร์เครื่องหนึ่ง ให้เลเซอร์ความยาวคลื่น 632.8 นาโนเมตร ถ้าเลเซอร์ที่ปล่อยออกมามีกำลัง 1 มิลลิวัตต์ จงคำนวณ

ก. พลังงานของแต่ละโฟตอนของเลเซอร์

ข. จำนวนโฟตอนของเลเซอร์ที่ผลิตได้ใน 1 วินาที

ค. โมเมนตัมของแต่ละโฟตอน

บทเรียนที่เกี่ยวข้อง

	อะตอมและการค้นพบอิเล็กตรอน
	แบบจำลองอะตอมของทอมสัน
	การทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด
	การทดลองด้านสเปกตรัม
	ปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก
	ทฤษฎีอะตอมของโบร์
	การทดลองของฟรังก์และเฮิรตซ์
	รังสีเอกซ์
	ความไม่สมบูรณ์ของทฤษฎีอะตอมของโบร์
	ทวิภาพของคลื่นและอนุภาค
	กลศาสตร์ควอนตัม
	เลเซอร์
	ตัวนำ กึ่งตัวนำ และฉนวน