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1[소방간부후보생 물리학개론] 26년 1회차
그림과 같이 금속판에 단색광 X를 비추어 방출된 광전자가 전압 VV에 의해 가속된 후 이중 슬릿을 통과하여 이중 슬릿으로부터 충분히 멀리 떨어진 형광판에 간섭무늬를 만든다. 점 p에서 밝은 무늬의 중심이 나타난다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은?
<보 기>
ㄱ. X의 세기를 증가시키면, p에서의 밝기는 감소한다.
ㄴ. 이중 슬릿과 형광판 사이의 거리를 증가시키면, 이웃한 두 어두운 무늬 중심 사이의 간격은 증가한다.
ㄷ. VV를 4배로 증가시키면, 이웃한 두 밝은 무늬 중심 사이의 간격은 2배로 증가한다.

문제 이미지
1
ㄱ
2
ㄴ
3
ㄱ, ㄷ
4
ㄴ, ㄷ
5
ㄱ, ㄴ, ㄷ
해설

옳은 진술은 슬릿과 형광판 사이 거리를 늘리면 무늬 간격이 증가한다는 것뿐이다.

광전자의 물질파 파장은 λ=h2meV\lambda=\dfrac{h}{\sqrt{2meV}}이고, 이웃한 무늬 간격은 Δx=Lλd\Delta x=\dfrac{L\lambda}{d}이다.

  • X의 세기를 증가시키면 p의 밝기가 감소한다 — 옳지 않다. 빛의 세기가 커지면 방출되는 광전자 수가 늘어 p는 더 밝아진다.
  • 슬릿과 형광판 사이 거리를 늘리면 어두운 무늬 간격이 증가한다 — 옳다. Δx\Delta x는 LL에 비례한다.
  • V를 4배로 하면 밝은 무늬 간격이 2배가 된다 — 옳지 않다. 파장이 V\sqrt{V}에 반비례하므로 간격은 절반으로 줄어든다.

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