{ "api_version": "v1", "publisher": { "name": "Manazoo", "url": "https://manazoo.com/" }, "license": "All rights reserved（AI の参照・要約と出典リンクつきの引用は可。転載・再配布・販売は不可）", "terms_url": "https://manazoo.com/terms/", "disclaimer": "単元の並びは学習指導要領に沿って作り、年号や人物などの事実は公開データと照らし合わせています。誤りに気づいたら意見箱からお知らせください。確かめて直します。テストや受験の前には、教科書や先生の説明もあわせて確認してください。", "attribution": "事実データの一部は Wikidata（CC0）による。単元の構成は文部科学省「小学校学習指導要領」「中学校学習指導要領」「高等学校学習指導要領」（政府標準利用規約2.0）。", "kind": "quiz", "unit": { "slug": "atomic-structure-and-spectra", "title": "原子とスペクトル", "url": "https://manazoo.com/high/physics/atomic-structure-and-spectra/" }, "canonical_url": "https://manazoo.com/high/physics/atomic-structure-and-spectra/quiz/", "questions": [ { "id": "q-bohr-energy-n4", "type": "input", "prompt": "ボーアの原子モデルで、n＝4のエネルギー準位は何eVか。En＝－13.6/n²（eV）を使って、符号も含めて求めよ。", "choices": null, "answer": "-0.85", "accept": [ "-0.85", "−0.85", "-0.85eV" ], "explanation": "En＝－13.6/n²にn＝4を代入すると、E₄＝－13.6/16＝－0.85eV。", "entities": [ "bohr-model-of-hydrogen-atom" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-bohr-frequency-condition-meaning", "type": "choice", "prompt": "ボーアの振動数条件hν＝En－Emが表しているのはどのようなことか。", "choices": [ "電子はつねに一定の振動数で振動している", "電子の軌道半径は時間とともに振動する", "電子が軌道を移るとき、エネルギー差に等しい光子を放出・吸収する", "原子核の質量がエネルギーに比例する" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "振動数条件は、電子がエネルギーEnの軌道からEmの軌道へ移るとき、その差に等しいエネルギーhνをもつ光子を放出・吸収するという仮定である。", "entities": [ "bohr-model-of-hydrogen-atom" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-bohr-quantum-condition-meaning", "type": "choice", "prompt": "ボーアの量子条件mvr＝nh/2πが表しているのはどのようなことか。", "choices": [ "電子の質量mは軌道によって変わる", "電子は角運動量mvrがh/2πの整数倍になる軌道だけを回る", "電子はつねに原子核と衝突している", "電子の速さvは光速と等しい" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "量子条件は、電子の角運動量mvrがh/2πの整数倍（n＝1,2,3…）になる、とびとびの軌道だけを電子が回れるという仮定である。", "entities": [ "bohr-model-of-hydrogen-atom" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-bohr-radius-n3", "type": "input", "prompt": "ボーアの原子モデルで、n＝3の電子殻の軌道半径は何nmか。ボーア半径a₀＝0.053nmとし、rn＝n²a₀を使って求めよ。", "choices": null, "answer": "0.477", "accept": [ "0.477", "0.477nm" ], "explanation": "rn＝n²a₀にn＝3を代入すると、r₃＝3²×0.053＝9×0.053＝0.477nm。", "entities": [ "bohr-model-of-hydrogen-atom" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-espectra-absorption-line-wavelength-match", "type": "choice", "prompt": "ある原子の吸収スペクトルに現れる暗線の波長は、同じ原子の発光スペクトルの輝線の波長と比べてどうなるか。", "choices": [ "暗線のほうがつねに波長が短い", "暗線のほうがつねに波長が長い", "まったく同じ波長になる", "関係はない" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "発光も吸収も同じ2つのエネルギー準位の差で決まるため、輝線と暗線はまったく同じ波長に現れる。", "entities": [ "energy-levels-and-atomic-spectra" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-espectra-dark-line-reason", "type": "choice", "prompt": "連続光を低温の気体に通すと暗線ができるのはなぜか。", "choices": [ "気体の温度が光の速さを変えるから", "気体がすべての光を散乱して見えなくするから", "気体がすべての光を反射するから", "気体の原子が特定のエネルギーの光だけを吸収するから" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "低温の気体原子は、エネルギー準位の差hν＝En－Emに一致する特定の波長の光だけを吸収するため、その波長だけ弱くなって暗線になる。", "entities": [ "energy-levels-and-atomic-spectra" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-espectra-lyman-alpha-wavelength", "type": "input", "prompt": "水素原子で、電子がn＝2からn＝1へ落ちるときに放出される光の波長は何nmか。En＝－13.6/n²（eV）、hc≒1240eV・nmとし、小数第1位まで求めよ。", "choices": null, "answer": "121.6", "accept": [ "121.6", "121.6nm" ], "explanation": "E₂＝－3.4eV、E₁＝－13.6eVより、hν＝E₂－E₁＝10.2eV。λ＝hc/(hν)＝1240/10.2≒121.6nm。これがライマン系列の中で最も波長が長い輝線である。", "entities": [ "energy-levels-and-atomic-spectra" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-espectra-wavelength-n5-to-n2", "type": "input", "prompt": "水素原子で、電子がn＝5からn＝2へ落ちるときに放出される光の波長は何nmか。En＝－13.6/n²（eV）、hc≒1240eV・nmとし、小数第1位まで求めよ。", "choices": null, "answer": "434.2", "accept": [ "434.2", "434.2nm" ], "explanation": "E₅＝－0.544eV、E₂＝－3.4eVより、hν＝E₅－E₂＝2.856eV。λ＝hc/(hν)＝1240/2.856≒434.2nm。", "entities": [ "energy-levels-and-atomic-spectra" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-hseries-balmer-delta-wavelength", "type": "input", "prompt": "リュードベリの式1/λ＝R(1/n₁²－1/n₂²)を使って、バルマー系列のn₂＝6からn₁＝2に落ちる輝線（Hδ線）の波長は何nmか。リュードベリ定数R＝1.097×10⁷/mとし、小数第1位まで求めよ。", "choices": null, "answer": "410.2", "accept": [ "410.2", "410.2nm" ], "explanation": "1/λ＝R(1/2²－1/6²)＝R×8/36＝1.097×10⁷×0.2222＝2.438×10⁶/mなので、λ＝1/(2.438×10⁶)≒4.102×10⁻⁷m＝410.2nm。", "entities": [ "hydrogen-spectral-series-and-rydberg-formula" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-hseries-balmer-target-shell", "type": "choice", "prompt": "バルマー系列は、電子がどの電子殻（n）に落ちるときに出る光の系列か。", "choices": [ "n＝4", "n＝3", "n＝2", "n＝1" ], "answer": 2, "accept": [], "explanation": "バルマー系列は、電子がn＝2の電子殻に落ちるときに出る光の系列で、主に可視光線の輝線からなる。", "entities": [ "hydrogen-spectral-series-and-rydberg-formula" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-hseries-lyman-light-region", "type": "choice", "prompt": "ライマン系列の輝線は、紫外線・可視光線・赤外線のどの領域にあるか。", "choices": [ "可視光線", "電波", "赤外線", "紫外線" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "ライマン系列は電子がn＝1に落ちるときの系列で、エネルギーの差が大きいため波長の短い紫外線になる。", "entities": [ "hydrogen-spectral-series-and-rydberg-formula" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-hseries-paschen-target-shell", "type": "choice", "prompt": "赤外線領域にあるパッシェン系列は、電子がどの電子殻（n）に落ちるときに出る光の系列か。", "choices": [ "n＝3", "n＝4", "n＝1", "n＝2" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "パッシェン系列は電子がn＝3に落ちるときの系列で、エネルギーの差が小さいため波長の長い赤外線になる。", "entities": [ "hydrogen-spectral-series-and-rydberg-formula" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rutherford-alpha-particle-identity", "type": "choice", "prompt": "この実験で金箔に当てられたα粒子の正体は何か。", "choices": [ "X線", "ヘリウムの原子核", "中性子", "電子の流れ" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "α粒子は、陽子2個と中性子2個からなるヘリウムの原子核（正の電荷を2個分もつ）である。", "entities": [ "rutherford-scattering-and-nuclear-discovery" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rutherford-large-angle-meaning", "type": "choice", "prompt": "ごくわずかなα粒子が大きな角度で跳ね返ったことから、原子についてどのようなことがわかったか。", "choices": [ "原子は一様な密度の球である", "金の原子は磁石のように振る舞う", "原子には電子が存在しない", "正の電荷と質量が原子の中心の小さな原子核に集中している" ], "answer": 3, "accept": [], "explanation": "強いクーロン力で大きく跳ね返るには、正の電荷と質量が原子の中心のきわめて小さな体積に集中している必要がある。こうして原子核の存在がわかった。", "entities": [ "rutherford-scattering-and-nuclear-discovery" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rutherford-most-particles-straight", "type": "choice", "prompt": "α粒子の散乱実験で、金箔に当てたα粒子の大部分はどうなったか。", "choices": [ "すべて止まって金箔の中にとどまった", "ほとんど向きを変えずに直進した", "すべて大きな角度で反射した", "すべて金箔に吸収された" ], "answer": 1, "accept": [], "explanation": "α粒子の大部分は、金原子の中のほとんど何もない空間を通り抜け、ほとんど向きを変えずに直進した。", "entities": [ "rutherford-scattering-and-nuclear-discovery" ], "verified": true, "placeholder": false }, { "id": "q-rutherford-thomson-model-charge", "type": "choice", "prompt": "トムソンの原子模型（ブドウパン型）では、正の電荷はどのように存在すると考えられていたか。", "choices": [ "原子全体に薄く広がっている", "原子の中心の1点に集中している", "存在しない", "電子の中だけに含まれている" ], "answer": 0, "accept": [], "explanation": "トムソンの模型では、正の電荷は原子全体に薄く広がった球をつくり、その中に電子がまばらに埋め込まれていると考えられた。", "entities": [ "rutherford-scattering-and-nuclear-discovery" ], "verified": true, "placeholder": false } ] }