જો ઇલેક્ટ્રોનને પ્રવેગિત કરવા માટે વપરાતો વિદ્યુતસ્થિતિમાનનો તફાવત બમણો કરવામાં આવે,તો ઇલેક્ટ્રોન સાથે સંકળાયેલ ડી-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઇ કેટલા ગણી બદલાશે?

$100\,V$ ના વિદ્યુતસ્થિતિમાનના તફાવત દ્વારા સ્થિર સ્થિતિમાંથી પ્રવેગિત થતા ઇલેક્ટ્રોન અને આલ્ફા કણના વેગમાનનો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

જ્યારે કોઈ કણ $x$-અક્ષ પર $x=0$ અને $x=a$ ની વચ્ચે ગતિ કરવા માટે મર્યાદિત હોય,જ્યાં $a$ નેનોમીટર પરિમાણ ધરાવે છે,ત્યારે તેની ઉર્જા માત્ર અમુક ચોક્કસ મૂલ્યો જ ધારણ કરી શકે છે. આવા મર્યાદિત વિસ્તારમાં ગતિ કરતા કણની અનુમતિપાત્ર ઉર્જાઓ તેના છેડાઓ $x=0$ અને $x=a$ પર નિસ્પંદ બિંદુઓ (nodes) ધરાવતા સ્થિત તરંગોના નિર્માણ સાથે સંબંધિત છે. આ સ્થિત તરંગની તરંગલંબાઈ ડી-બ્રોગ્લી સંબંધ મુજબ કણના રેખીય વેગમાન $p$ સાથે સંબંધિત છે. $m$ દળ ધરાવતા કણની ઉર્જા તેના રેખીય વેગમાન સાથે $E = \frac{p^2}{2m}$ તરીકે સંબંધિત છે. આમ,કણની ઉર્જાને ક્વોન્ટમ નંબર $n$ દ્વારા દર્શાવી શકાય છે જે $1, 2, 3, \ldots$ મૂલ્યો લે છે ($n=1$,જેને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ કહેવાય છે) જે સ્થિત તરંગમાં લૂપ્સની સંખ્યાને અનુરૂપ છે.
ઉપર વર્ણવેલ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને $x=0$ થી $x=a$ રેખામાં ગતિ કરતા કણ માટે નીચેના ત્રણ પ્રશ્નોના જવાબ આપો. $h = 6.6 \times 10^{-34} \ J \ s$ અને $e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$ લો.
$1.$ $n$ ના ચોક્કસ મૂલ્ય માટે કણની અનુમતિપાત્ર ઉર્જા કોના પ્રમાણમાં છે?
$(A) \ a^{-2} \ (B) \ a^{-3/2} \ (C) \ a^{-1} \ (D) \ a^2$
$2.$ જો કણનું દળ $m = 1.0 \times 10^{-30} \ kg$ અને $a = 6.6 \ \text{nm}$ હોય,તો ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટમાં કણની ઉર્જા કોની નજીક હશે?
$(A) \ 0.8 \ \text{meV} \ (B) \ 8 \ \text{meV} \ (C) \ 80 \ \text{meV} \ (D) \ 800 \ \text{meV}$
$3.$ કણની ઝડપ,જે અલગ-અલગ મૂલ્યો લઈ શકે છે,તે કોના પ્રમાણમાં છે?
$(A) \ n^{-3/2} \ (B) \ n^{-1} \ (C) \ n^{1/2} \ (D) \ n$

દ્રવ્ય તરંગોનો વિચાર કોના દ્વારા આપવામાં આવ્યો હતો?

એક ડ્યુટેરોન $500 \ V$ ના સ્થિતિમાન તફાવત દ્વારા પ્રવેગિત થાય છે. સમાન દ-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઈ માટે,એક સિંગલી આયોનાઇઝ્ડ હિલીયમ આયન $V \ V$ ના સ્થિતિમાન તફાવત દ્વારા પ્રવેગિત થાય છે. $V$ નું મૂલ્ય શોધો.

એક ન્યુક્લિયસ $A$,જેની ડી-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઈ $\lambda_A$ છે,તેનું બે સમાન દળ ધરાવતા ન્યુક્લિયસ $B$ અને $C$ માં સ્વયંભૂ વિખંડન થાય છે. $B$ એ $A$ ની દિશામાં ગતિ કરે છે,જ્યારે $C$ એ $B$ ના વેગ કરતા અડધા વેગથી વિરુદ્ધ દિશામાં ગતિ કરે છે. $B$ અને $C$ ની ડી-બ્રોગ્લી તરંગલંબાઈ $\lambda_B$ અને $\lambda_C$ અનુક્રમે કેટલી હશે?