கதிர்வீச்சு மற்றும் பருப்பொருளின் இருமைப்பண்பு (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்திற்கான, பாடநூலில் இல்லாத 15 கூடுதல் வினாக்கள் — ஒவ்வொன்றிலும் சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
உலோகப் பரப்பிலிருந்து எலக்ட்ரான்களை வெளியே இழுக்க வலிமையான புறமின்புலத்தைச் செலுத்தும் எலக்ட்ரான் உமிழ்வு முறை எது?
- A. வெப்ப அயனி உமிழ்வு
- B. புல உமிழ்வுசரி
- C. ஒளிமின் உமிழ்வு
- D. இரண்டாம் நிலை உமிழ்வு
விளக்கம். ஒரு உலோகத்தின் மீது வலிமையான புறமின்புலம் செலுத்தப்படும்போது, கட்டுறா எலக்ட்ரான்கள் பரப்புத் தடையைக் கடந்து வெளியே இழுக்கப்படுகின்றன. இதுவே புல உமிழ்வு ஆகும்.
Q2
ஹால்வாக்ஸ் ஆய்வில், எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற துத்தநாகத் தட்டின் மீது புற ஊதாக் கதிர்கள் படும்போது என்ன நிகழ்ந்தது?
- A. அது மேலும் எதிர்மின்னூட்டம் பெற்றது
- B. அது தனது எதிர்மின்னூட்டத்தை இழந்ததுசரி
- C. அது மாற்றமின்றி இருந்தது
- D. அது நேர் அயனிகளை வெளியிட்டது
விளக்கம். எதிர்மின்னூட்டம் பெற்ற துத்தநாகத் தட்டின் மீது புற ஊதாக் கதிர்கள் படும்போது ஒளி எலக்ட்ரான்கள் உமிழப்படுகின்றன. இதனால் தட்டு தனது எதிர்மின்னூட்டத்தை இழந்து இறுதியில் மின்னூட்டமற்றதாகிறது.
Q3
ஒரு குறிப்பிட்ட உலோகப் பரப்பில் ஒளிமின் உமிழ்வை ஏற்படுத்தத் தேவையான படுகின்ற கதிர்வீச்சின் சிறும அதிர்வெண் எவ்வாறு அழைக்கப்படுகிறது?
- A. நிறுத்து அதிர்வெண்
- B. வெட்டு அலைநீளம்
- C. பயன்தொடக்க அதிர்வெண்சரி
- D. குவாண்டமாக்கப்பட்ட அதிர்வெண்
விளக்கம். பயன்தொடக்க அதிர்வெண் என்பது ஒரு உலோகப் பரப்பிற்கு உரிய சிறும அதிர்வெண் ஆகும். ஒளியின் செறிவு எவ்வளவாக இருந்தாலும், இதைவிடக் குறைந்த அதிர்வெண்ணில் ஒளி எலக்ட்ரான்கள் உமிழப்படுவதில்லை.
Q4
அதிர்வெண்ணை மாறாமல் வைத்துக்கொண்டு படுகின்ற ஒளியின் செறிவை இருமடங்காக்கினால் நிறுத்து மின்னழுத்தம் எவ்வாறு மாறும்?
- A. இருமடங்காகும்
- B. நான்கு மடங்காகும்
- C. பாதியாகும்
- D. மாறாமல் இருக்கும்சரி
விளக்கம். நிறுத்து மின்னழுத்தம் படுகின்ற ஒளியின் அதிர்வெண் மற்றும் பொருளின் தன்மையை மட்டுமே சார்ந்தது; கதிர்வீச்சின் செறிவைச் சார்ந்தது அல்ல.
Q5
ஐன்ஸ்டீனின் குவாண்டம் விளக்கத்தின்படி, \(\nu\) அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு ஃபோட்டானின் ஆற்றல்:
- A. \(E = \frac{1}{2} h \nu\)
- B. \(E = h \nu\)சரி
- C. \(E = h \lambda\)
- D. \(E = \frac{h}{\nu}\)
விளக்கம். ஒளியானது ஃபோட்டான்கள் எனப்படும் தனித்தனி ஆற்றல் பொதிகளால் ஆனது என ஐன்ஸ்டீன் முன்மொழிந்தார். ஒவ்வொரு ஃபோட்டானின் ஆற்றலும் பிளாங்க் மாறிலியைக் கதிர்வீச்சின் அதிர்வெண்ணால் பெருக்கக் கிடைக்கிறது.
Q6
டி ப்ராய் கருதுகோளின்படி, ஒரு துகளின் உந்தம் அதிகரித்தால் அதனுடன் தொடர்புடைய பருப்பொருள் அலைநீளம்:
- A. அதிகரிக்கும்
- B. குறையும்சரி
- C. மாறாமல் இருக்கும்
- D. சுழியாகும்
விளக்கம். டி ப்ராய் அலைநீளம் துகளின் உந்தத்திற்கு எதிர்த்தகவில் உள்ளது. எனவே துகளின் உந்தம் அதிகரிக்கும்போது அதன் அலைநீளம் குறைகிறது.
Q7
\(V\) வோல்ட் மின்னழுத்த வேறுபாட்டினால் முடுக்கப்பட்ட எலக்ட்ரானின் டி ப்ராய் அலைநீளம் தோராயமாக எந்தக் கோவையால் தரப்படுகிறது?
- A. \(\lambda = \frac{12.27}{\sqrt{V}}\) Åசரி
- B. \(\lambda = \frac{1.227}{\sqrt{V}}\) Å
- C. \(\lambda = 12.27 \sqrt{V}\) Å
- D. \(\lambda = \frac{\sqrt{V}}{12.27}\) Å
விளக்கம். எலக்ட்ரானின் நிறை மற்றும் மின்னூட்ட மதிப்புகளை டி ப்ராய் சமன்பாட்டில் பிரதியிடும்போது, அலைநீளம் மின்னழுத்தத்தின் இருமடி மூலத்தைக் கொண்ட எளிய சூத்திரமாகச் சுருங்குகிறது: \(\lambda = \frac{12.27}{\sqrt{V}}\) Å.
Q8
டேவிசன் - ஜெர்மர் ஆய்வு வரலாற்றுச் சிறப்பு வாய்ந்தது, ஏனெனில் அது சோதனை மூலம் நிரூபித்தது:
- A. ஒளியின் துகள் பண்பு
- B. பருப்பொருள் துகள்களின் அலைப் பண்புசரி
- C. எக்ஸ்-கதிர்கள் இருப்பது
- D. மின்னூட்டத்தின் குவாண்டமாக்கல்
விளக்கம். படிகத்தின் மீது மோதும் எலக்ட்ரான் கற்றை விளிம்பு விளைவு அடைவதை இந்த ஆய்வு காட்டியது. இதன் மூலம், டி ப்ராய் கருதியபடி இயங்கும் பருப்பொருள் துகள்கள் அலைப் பண்பைப் பெற்றுள்ளன என நிரூபிக்கப்பட்டது.
Q9
எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கியில், எலக்ட்ரான் கற்றையைக் குவிக்கப் பயன்படும் பகுதிகள்:
- A. ஒளியியல் கண்ணாடி லென்சுகள்
- B. மெருகூட்டப்பட்ட வெள்ளி ஆடிகள்
- C. மின் அல்லது காந்தப் புலங்கள்சரி
- D. விளிம்பு விளைவுக் கீற்றணிகள்
விளக்கம். எலக்ட்ரான்கள் மின்னூட்டம் பெற்றவை என்பதால், கவனமாக வடிவமைக்கப்பட்ட மின் அல்லது காந்தப் புலங்களைக் கொண்டு அவற்றின் பாதையைக் கட்டுப்படுத்திக் குவிக்க முடியும். இப்புலங்கள் கற்றைக்கு லென்சுகளாகச் செயல்படுகின்றன.
Q10
கூலிட்ஜ் குழாயில் எக்ஸ்-கதிர்கள் உருவாகும்போது பின்வருவனவற்றுள் எது நிகழ்கிறது?
- A. மெதுவான எலக்ட்ரான்கள் வாயு மூலக்கூறுகளுடன் மோதுகின்றன
- B. வேகமான எலக்ட்ரான்கள் இலக்கினால் திடீரென வேகம் குறைக்கப்படுகின்றனசரி
- C. சூடான இழையிலிருந்து புரோட்டான்கள் உமிழப்படுகின்றன
- D. ஒளி உயர் ஆற்றல் எலக்ட்ரான்களாக மாற்றப்படுகிறது
விளக்கம். அதிவேக எலக்ட்ரான்கள் உலோக இலக்கைத் தாக்கும்போது வேகம் குறைக்கப்பட்டு இயக்க ஆற்றலை இழக்கின்றன. இந்த ஆற்றல் அதிக ஊடுருவுதிறன் கொண்ட மின்காந்த எக்ஸ்-கதிர்களாக உமிழப்படுகிறது.
Q11
தொடர் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையில், சிறும அலைநீளம் (வெட்டு அலைநீளம் \(\lambda_0\)) பின்வருவனவற்றுள் எதனால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது?
- A. இலக்கின் அணு எண்
- B. எலக்ட்ரான் கற்றையின் செறிவு
- C. முடுக்கு மின்னழுத்த வேறுபாடுசரி
- D. இலக்கின் வெப்பநிலை
விளக்கம். டுவேன்-ஹண்ட் சூத்திரத்தின்படி, தொடர் நிறமாலையின் சிறும அலைநீளம் எலக்ட்ரான்களை முடுக்கப் பயன்படும் மின்னழுத்தத்தால் மட்டுமே தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
Q12
சிறப்பு எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையில் காணப்படும் கூர்மையான உச்சிகள் உருவாகக் காரணம்:
- A. ஆனோடு வெப்பமடைதல்
- B. அணுவின் உள்கூடுகளுக்கு இடையேயான எலக்ட்ரான் நகர்வுகள்சரி
- C. காற்று மூலக்கூறுகளால் எலக்ட்ரான்கள் சிதறடிக்கப்படுதல்
- D. கண்ணாடிக் குழாயிலிருந்து எலக்ட்ரான்கள் எதிரொளிக்கப்படுதல்
விளக்கம். அதிவேக எலக்ட்ரான் ஒன்று இலக்கு அணுவின் உள்கூட்டு எலக்ட்ரானை வெளியேற்றும்போது, உயர் ஆற்றல் மட்டத்திலுள்ள எலக்ட்ரான் அந்த வெற்றிடத்திற்குத் தாவுகிறது. இதனால் இந்த உச்சிகள் உருவாகின்றன.
Q13
ஒளிமின் விளைவுத் தத்துவத்தின் அடிப்படையில், படுகின்ற ஒளி ஆற்றலை மின் ஆற்றலாக மாற்றும் கருவி:
- A. வெப்ப மின்னிரட்டை
- B. ஒளிமின்கலம்சரி
- C. கால்வனாமீட்டர்
- D. மின்மாற்றி
விளக்கம். ஒளிமின்கலங்கள் ஒளி உணர் பொருள்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. அவற்றின் மீது ஒளி படும்போது மின்னோட்டம் அல்லது மின்னழுத்தம் உருவாகிறது; இவ்வாறு ஒளி ஆற்றல் மின் சைகைகளாக மாற்றப்படுகிறது.
Q14
ஒரு உலோகப் பரப்பின் வெளியேற்று ஆற்றல் பொதுவாக எந்த அலகில் அளக்கப்படுகிறது?
- A. வாட்
- B. டெஸ்லா
- C. எலக்ட்ரான் வோல்ட் (eV)சரி
- D. ஓம்
விளக்கம். ஒரு எலக்ட்ரான் உலோகப் பரப்பிலிருந்து வெளியேறத் தேவையான சிறிய அளவு ஆற்றலைக் குறிக்க எலக்ட்ரான் வோல்ட் (eV) என்ற அலகு பயன்படுத்தப்படுகிறது.
Q15
ஒளி அலையாகப் பரவுகிறது, ஆனால் பருப்பொருளுடன் துகள்களின் தொடராக இடைவினை புரிகிறது என்ற முடிவு எவ்வாறு அழைக்கப்படுகிறது?
- A. அலை-துகள் இருமைப் பண்புசரி
- B. மின்காந்தத் தூண்டல்
- C. நிச்சயமின்மைக் கொள்கை
- D. அலைமுகப் பகுப்பு
விளக்கம். இருமைப் பண்பு என்பது கதிர்வீச்சு மற்றும் பருப்பொருளின் நிரப்புத் தன்மையைக் குறிக்கிறது. உற்றுநோக்கப்படும் இயற்பியல் நிகழ்வைப் பொறுத்து இரண்டும் அலைப் பண்பையும் துகள் பண்பையும் வெளிப்படுத்துகின்றன.
