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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 21년 1회차
표는 등속 운동을 하는 입자 A, B의 운동량, 속력, 물질파 파장을 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것은?
입자운동량속력물질파 파장
Appvv㉠
B2p2p3v3vλ\lambda
1
㉠은 3λ3\lambda이다.
2
플랑크 상수는 3λp3\lambda p이다.
3
입자의 질량은 B가 A의 2배이다.
4
A와 B의 운동 에너지 비는 1 : 6이다.
해설

운동 에너지는 Ek=12pvE_k=\dfrac{1}{2}pv이므로 A와 B의 운동 에너지 비는 1 : 6이다.

A는 12pv\dfrac{1}{2}pv, B는 12(2p)(3v)=3pv\dfrac{1}{2}(2p)(3v)=3pv이므로 비는 12pv:3pv=1:6\dfrac{1}{2}pv : 3pv = 1 : 6이다.

물질파 파장은 드브로이 관계 λ=hp\lambda=\dfrac{h}{p}로 구한다. B에서 λ=h2p\lambda=\dfrac{h}{2p}이므로 h=2λph=2\lambda p이다.

  • ㉠은 hp=2λpp=2λ\dfrac{h}{p}=\dfrac{2\lambda p}{p}=2\lambda이므로 3λ3\lambda가 아니다.
  • 플랑크 상수는 2λp2\lambda p이므로 3λp3\lambda p가 아니다.
  • 질량은 m=pvm=\dfrac{p}{v}이므로 A는 pv\dfrac{p}{v}, B는 2p3v\dfrac{2p}{3v}로 B가 A의 2/3배이며 2배가 아니다.

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