அணு மற்றும் அணுக்கரு இயற்பியல் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்திற்கான, பாடநூலில் இல்லாத 15 கூடுதல் வினாக்கள் — ஒவ்வொன்றிலும் சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
கேதோடு கதிர் குழாயில் மின்னிறக்கம் ஏற்படும்போது, கேதோடு கதிர்களின் திசைவேகம் எதைச் சார்ந்து அமையும்?
- A. குழாயின் வடிவம்
- B. ஆனோடிற்கும் கேதோடுக்கும் இடையே உள்ள மின்னழுத்த வேறுபாடு
- C. ஆனோடு உருவாக்கப்பட்டுள்ள உலோகம்
- D. குழாயினுள் உள்ள வாயுவின் அழுத்தம்சரி
விளக்கம். கேதோடு கதிர்களின் திசைவேகம் ஆனோடு மற்றும் கேதோடுக்கு இடையில் அளிக்கப்படும் முடுக்கும் மின்னழுத்தத்தைப் பொறுத்தது.
Q2
ஜே.ஜே. தாம்சன் ஆய்வில், மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலம் ஆகிய இரண்டும் செயல்படும்போது கேதோடு கதிர்கள் விலகல் அடையாமல் செல்ல நிபந்தனை என்ன?
- A. \(v = \frac{B}{E}\)சரி
- B. \(v = \frac{E}{B}\)
- C. \(v = E \times B\)
- D. \(v = E + B\)
விளக்கம். மின் விசை மற்றும் காந்த விசை இரண்டும் சமமாகவும் எதிரெதிராகவும் இருக்கும்போது கதிர் விலகல் அடையாது. அப்போது திசைவேகம் மின்புலம் மற்றும் காந்தப்புலத்தின் தகவிற்கு சமம்.
Q3
மில்லிகன் எண்ணெய் துளி ஆய்வின் மூலம் கண்டறியப்பட்ட மிக முக்கியமான இயற்பியல் பண்பு எது?
- A. எலக்ட்ரானின் நிறை
- B. எலக்ட்ரானின் திசைவேகம்
- C. மின்னூட்டத்தின் குவாண்டமாக்கல்சரி
- D. புரோட்டானின் மின்னூட்டம்
விளக்கம். எண்ணெய் துளிகளின் மின்னூட்டம் எப்போதும் ஒரு அடிப்படை மதிப்பின் (\(e\)) முழு எண் மடங்காக இருப்பதை மில்லிகன் கண்டறிந்தார். இது மின்னூட்டம் குவாண்டமாக்கப்பட்டதை உறுதி செய்தது.
Q4
ரூதர்ஃபோர்டு அணு மாதிரியில், ஆல்பா துகள்கள் அணுக்கருவை நோக்கி நேர்க்கோட்டில் செல்லும்போது அதன் திசைமாற்றக் கோணம் (scattering angle) என்ன?
- A. \(0^{\circ}\)
- B. \(90^{\circ}\)
- C. \(180^{\circ}\)சரி
- D. \(45^{\circ}\)
விளக்கம். அணுக்கருவை நோக்கி நேராகச் செல்லும் ஆல்பா துகள் மிக அதிக மின் விலக்கு விசையினால் அதே பாதையில் பின்னோக்கித் திரும்பும். எனவே கோணம் \(180^{\circ}\) ஆகும்.
Q5
போர் அணு மாதிரியின்படி, எலக்ட்ரானின் கோண உந்தம் (\(L\)) எதன் முழு எண் மடங்காக இருக்கும்?
- A. \(\frac{h}{2\pi}\)
- B. \(\frac{2\pi}{h}\)சரி
- C. \(h \times 2\pi\)
- D. \(\frac{h}{\pi}\)
விளக்கம். போரின் குவாண்டமாக்கல் நிபந்தனைப்படி, அனுமதிக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதைகளில் எலக்ட்ரானின் கோண உந்தம் \(l = n\frac{h}{2\pi}\) ஆகும்.
Q6
ஹைட்ரஜன் அணுவில் அடிநிலை ஆற்றல் \(-13.6\) eV எனில், இரண்டாவது கிளர்வுற்ற நிலையின் (second excited state) ஆற்றல் என்ன?
- A. \(-3.4\) eV
- B. \(-1.51\) eVசரி
- C. \(-0.85\) eV
- D. \(-4.53\) eV
விளக்கம். இரண்டாவது கிளர்வுற்ற நிலை என்பது \(n=3\) ஆகும். ஆற்றல் \(E_n = \frac{-13.6}{n^2}\) eV. எனவே \(E_3 = \frac{-13.6}{9} = -1.51\) eV.
Q7
ஹைட்ரஜன் நிறமாலையில் கண்ணுறு ஒளிப் பகுதியில் (visible region) அமையும் தொடர் எது?
- A. லைமன் தொடர்
- B. பாஷன் தொடர்
- C. பாமர் தொடர்சரி
- D. பிராக்கெட் தொடர்
விளக்கம். பாமர் தொடர் மட்டுமே மின்காந்த நிறமாலையின் கண்ணுறு ஒளிப் பகுதியில் அமைகிறது. மற்றவை புற ஊதா அல்லது அகச்சிவப்பு பகுதியில் அமையும்.
Q8
X-கதிர் நிறமாலையில் 'சிறப்பு இயல்பு வரிகள்' (characteristic X-rays) எதனால் உருவாகின்றன?
- A. எலக்ட்ரான்களின் முடுக்கம்
- B. இலக்கு அணுக்களின் உள்வட்டப் பாதையில் ஏற்படும் எலக்ட்ரான் இடப்பெயர்வு
- C. எலக்ட்ரான்களின் வேகத்தடைசரி
- D. இலக்கின் வெப்பமடைதல்
விளக்கம். அதிவேக எலக்ட்ரான்கள் இலக்கு அணுவின் உள்வட்ட எலக்ட்ரானை நீக்கும்போது, வெளிவட்ட எலக்ட்ரான் அந்த இடத்தைப் பூர்த்தி செய்யும் போது வெளிப்படும் கதிர்களே இவை.
Q9
அணுக்கருவில் உள்ள நியூக்ளியான்களை ஒன்றாகப் பிணைத்து வைத்திருக்கும் விசை எது?
- A. புவியீர்ப்பு விசை
- B. நிலைமின் விசை
- C. வலிமையான அணுக்கரு விசைசரி
- D. காந்த விசை
விளக்கம். வலிமையான அணுக்கரு விசை என்பது இயற்கையிலேயே மிகவும் வலிமையான விசை. இது மின்னூட்டத்தைச் சார்ந்தது அல்ல மற்றும் குறுகிய நெடுக்கம் கொண்டது.
Q10
அணுக்கருவின் நிறை எண் (A) அதிகரிக்கும்போது அணுக்கருவின் அடர்த்தி எவ்வாறு மாறுபடும்?
- A. அதிகரிக்கும்
- B. குறையும்சரி
- C. மாறாமல் இருக்கும்
- D. முதலில் அதிகரித்து பின் குறையும்
விளக்கம். அணுக்கருவின் நிறை மற்றும் பருமன் ஆகிய இரண்டும் நிறை எண் A-க்கு நேர் தகவில் இருப்பதால், அடர்த்தி நிறை எண்ணைச் சார்ந்தது அல்ல; அது மாறிலியாகும்.
Q11
ஒரு கதிரியக்கத் தனிமத்தின் அரை ஆயுட்காலம் 4 மணி நேரம். 12 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு அந்த மாதிரியின் எஞ்சியுள்ள அளவு எவ்வளவு?
- A. \(1/4\) பங்கு
- B. \(1/8\) பங்கு
- C. \(1/16\) பங்கு
- D. \(1/2\) பங்குசரி
விளக்கம். 12 மணி நேரத்தில் 3 அரை ஆயுட்காலங்கள் (\(n=3\)) உள்ளன. எஞ்சியுள்ள அளவு \(N = N_0(1/2)^3 = N_0/8\) ஆகும்.
Q12
பீட்டா சிதைவின் (\(β^-\)) போது அணு எண் மற்றும் நிறை எண்ணில் ஏற்படும் மாற்றம் என்ன?
- A. அணு எண் 1 குறையும், நிறை எண் மாறாது
- B. அணு எண் 1 கூடும், நிறை எண் மாறாது
- C. அணு எண் 2 குறையும், நிறை எண் 4 குறையும்சரி
- D. அணு எண் மாறாது, நிறை எண் 1 கூடும்
விளக்கம். பீட்டா (\(β^-\)) சிதைவில் அணுக்கருவினுள் உள்ள நியூட்ரான் புரோட்டானாக மாறுவதால் அணு எண் 1 அதிகரிக்கிறது, ஆனால் நிறை எண் மாறுவதில்லை.
Q13
அணுக்கரு உலையில் நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைக்கப் பயன்படும் பொருள் எது?
- A. கட்டுப்படுத்தும் தண்டுகள்
- B. குளிர்விப்பான்
- C. மட்டுப்படுத்தி (Moderator)சரி
- D. பாதுகாப்புக் கவசம்
விளக்கம். மட்டுப்படுத்திகள் (எ.கா. கனநீர், கிராஃபைட்) அதிவேக நியூட்ரான்களுடன் மோதி அவற்றின் வேகத்தைக் குறைத்து பிளவு நிகழத் தூண்டுகின்றன.
Q14
நட்சத்திரங்களில் ஆற்றல் உருவாக்கத்திற்கு காரணமான மிக முக்கியமான அணுக்கரு வினை எது?
- A. அணுக்கரு பிளவு
- B. அணுக்கரு இணைவுசரி
- C. ஆல்பா சிதைவு
- D. செயற்கை கதிரியக்கம்
விளக்கம். சூரியன் மற்றும் நட்சத்திரங்களில் மிக அதிக வெப்பநிலையில் லேசான அணுக்கருக்கள் இணைந்து கனமான அணுக்கருவை உருவாக்கும்போது பெரும் ஆற்றல் வெளியாகிறது.
Q15
கீழ்க்கண்டவற்றில் எது புரோட்டான்-புரோட்டான் சுழற்சி வினையின் நிகர விளைவு?
- A. நான்கு புரோட்டான்கள் இணைந்து ஒரு ஹீலியம் அணுக்கருவாக மாறும்
- B. ஒரு ஹீலியம் அணுக்கரு பிளவுபட்டு நான்கு புரோட்டான்களாக மாறும்சரி
- C. இரண்டு நியூட்ரான்கள் இணைந்து ஒரு புரோட்டானாக மாறும்
- D. யுரேனியம் பிளவுபட்டு ஆற்றலைத் தரும்
விளக்கம். சூரியனில் நடைபெறும் புரோட்டான்-புரோட்டான் சுழற்சியில் நான்கு ஹைட்ரஜன் அணுக்கருக்கள் இணைந்து ஒரு ஹீலியம் அணுக்கருவும், பாசிட்ரான்களும், ஆற்றலும் உருவாகின்றன.
