அணு மற்றும் அணுக்கரு இயற்பியல் (12ஆம் வகுப்பு இயற்பியல், சமச்சீர் கல்வி) அத்தியாயத்தின் ஒவ்வொரு புத்தகப் பயிற்சி வினாவும் இங்கே — சரியான விடை தனித்துக் காட்டப்பட்டு, தெளிவான படிப்படியான விளக்கத்துடன். தமிழிலும் ஆங்கிலத்திலும் இலவசமாகப் படிக்கலாம்.
Q1
கேத்தோடு கதிர்களின் மின்னூட்ட எண் (e/m) மதிப்பு ______ ஆகும்.
- A. \(1.7 \times 10^{10} \, C \, kg^{-1}\)சரி
- B. \(1.7 \times 10^{11} \, C \, kg^{-1}\)
- C. \(1.7 \times 10^{12} \, C \, kg^{-1}\)
- D. \(1.7 \times 10^{13} \, C \, kg^{-1}\)
விளக்கம். ஜே.ஜே. தாம்சன் ஆய்வின் மூலம் கேத்தோடு கதிர்களின் மின்னூட்டத்திற்கும் அதன் நிறைக்கும் உள்ள விகிதம் \(1.76 \times 10^{11} \, C \, kg^{-1}\) என நிர்ணயிக்கப்பட்டது.
Q2
மில்லிகன் எண்ணெய் துளி ஆய்வில், மின்புலம் E ஆனது சீரான திசைவேகத்தில் விழும் எண்ணெய் துளியின் மீது செயல்படும் போது, அதன் மீது செயல்படும் நிகர விசை ______ ஆகும்.
- A. \(mg + qE\)
- B. \(mg - qE\)
- C. \(qE\)
- D. சுழிசரி
விளக்கம். துளி சீரான திசைவேகத்தில் இயங்கும்போது, அதன் முடுக்கம் சுழியாகும். நியூட்டனின் இரண்டாம் விதிப்படி, முடுக்கம் சுழி எனில் அந்தத் துளியின் மீது செயல்படும் நிகர விசை சுழியாகும்.
Q3
கேத்தோடு கதிர்கள் ______ .
- A. எலக்ட்ரான்களின் கற்றை
- B. மின்காந்த அலைகள்
- C. மின்காந்த அலைகள் அல்லசரி
- D. நேர்மின் அயனிகளின் கற்றை
விளக்கம். கேத்தோடு கதிர்கள் என்பவை எதிர்மின்சுமை கொண்ட துகள்களின் கற்றையாகும். இவை வெற்றிடத்தில் ஒளியின் வேகத்தை விடக் குறைவான வேகத்தில் செல்வதால் மின்காந்த அலைகள் அல்ல.
Q4
ஹைட்ரஜன் அணுவின் போர் மாதிரி ஆய்வில், n-வது சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் \(r_n\) ______ .
- A. \(r_n \propto n\)
- B. \(r_n \propto 1/n\)
- C. \(r_n \propto n^2\)சரி
- D. \(r_n \propto 1/n^2\)
விளக்கம். போர் அணு மாதிரியின்படி, அனுமதிக்கப்பட்ட சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் முதன்மை குவாண்டம் எண் n-ன் இருமடிக்கு நேர்த்தகவில் (\(r_n \propto n^2\)) அமையும்.
Q5
ஹைட்ரஜன் அணுவின் லைமன் தொடரின் நீண்ட அலைநீளம் ______ ஆகும்.
- A. \(1/R\)
- B. \(4/3R\)சரி
- C. \(12/5R\)
- D. \(3R/4\)
விளக்கம். லைமன் தொடரில் மிகக் குறைந்த ஆற்றல் மாறுதல் \(n=2\) இலிருந்து \(n=1\) வரை நிகழும்போது நீண்ட அலைநீளம் வெளிப்படுகிறது. ரிட்பெர்க் சூத்திரப்படி இது \(4/3R\) ஆகும்.
Q6
ஹைட்ரஜன் அணுவின் முதல் சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் \(r_1\) எனில், இரண்டாவது சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் ______ .
- A. \(2r_1\)
- B. \(4r_1\)சரி
- C. \(r_1/2\)
- D. \(r_1/4\)
விளக்கம். சுற்றுப்பாதையின் ஆரம் n-ன் இருமடிக்கு நேர்த்தகவில் உள்ளது. எனவே, \(n=2\) எனும்போது ஆரம் \(2^2 = 4\) மடங்கு (\(4r_1\)) அதிகரிக்கும்.
Q7
படத்தில் காட்டியுள்ள ஹைட்ரஜன் அணுவின் ஆற்றல் மட்ட வரைபடத்தில், \(n=3\) மட்டத்திலிருந்து \(n=2\) மட்டத்திற்கு எலக்ட்ரான் தாவும்போது வெளிப்படும் போட்டானின் ஆற்றல் E எனில், \(n=4\) மட்டத்திலிருந்து \(n=2\) மட்டத்திற்கு எலக்ட்ரான் தாவும்போது வெளிப்படும் போட்டானின் ஆற்றல் ______ .
- A. \(4E/3\)
- B. \(3E/4\)
- C. \(20E/27\)
- D. \(27E/20\)சரி
விளக்கம். ஆற்றல் மட்டங்களுக்கு இடையேயான ஆற்றல் வேறுபாடுகளை ஒப்பிடுவதன் மூலம் வெளிப்படும் போட்டானின் ஆற்றல் விகிதம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
Q8
அணுக்கருவின் ஆரம் R மற்றும் அதன் நிறை எண் A எனத் தெரிந்தால், அதன் அணுக்கரு அடர்த்தி ______ .
- A. A-ஐப் பொறுத்தது
- B. A-ஐப் பொறுத்ததல்லசரி
- C. \(A^{1/3}\)-ஐப் பொறுத்தது
- D. \(1/A\)-ஐப் பொறுத்தது
விளக்கம். அணுக்கருவின் நிறையும் கனவளவும் நிறை எண் A-க்கு நேர்த்தகவில் உள்ளதால், அவற்றின் விகிதமான அடர்த்தி நிறை எண் A-ஐச் சார்ந்து மாறாமல் மாறிலியாக இருக்கும்.
Q9
நிறை எண் \(A = 64\) கொண்ட ஒரு அணுக்கருவின் ஆரம் ______ ஆகும். (\(R_0 = 1.3 \, fm\) எனக் கொள்க).
- A. \(1.3 \, fm\)
- B. \(2.6 \, fm\)
- C. \(5.2 \, fm\)சரி
- D. \(6.4 \, fm\)
விளக்கம். \(R = R_0 A^{1/3}\) சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி, \(R = 1.3 \times (64)^{1/3} = 1.3 \times 4 = 5.2 \, fm\) எனப் பெறப்படுகிறது.
Q10
அணுக்கரு விசை ______ ஆகும்.
- A. மிகக் குறுகிய நெடுக்கம் கொண்டதுசரி
- B. மின்னூட்டத்தைச் சார்ந்தது
- C. ஈர்ப்பு விசையை விட வலிமை குறைந்தது
- D. ஒரு மைய விசை
விளக்கம். அணுக்கரு விசை என்பது அணுக்கருவின் உள்ளே புரோட்டான்களையும் நியூட்ரான்களையும் பிணைத்து வைக்கும் வலிமையான மற்றும் மிகக் குறுகிய நெடுக்கம் கொண்ட விசை ஆகும்.
Q11
கதிரியக்கச் சிதைவு விதியின்படி, t காலத்திற்குப் பின் எஞ்சியுள்ள அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கை ______ .
- A. \(N_0 e^{\lambda t}\)
- B. \(N_0 e^{-\lambda t}\)சரி
- C. \(N_0 (1 - e^{-\lambda t})\)
- D. \(N_0 \lambda t\)
விளக்கம். கதிரியக்கச் சிதைவு விதியின்படி, எஞ்சியுள்ள அணுக்கருக்களின் எண்ணிக்கை காலத்தைப் பொறுத்து அடுக்குக்குறி முறையில் (\(e^{-\lambda t}\)) குறையும்.
Q12
ஒரு தனிமத்தின் சராசரி ஆயுட்காலம் \(\tau\) மற்றும் அதன் அரை ஆயுட்காலம் \(T_{1/2}\) எனில், அவற்றுக்கிடையேயான தொடர்பு ______ .
- A. \(T_{1/2} = \tau\)
- B. \(T_{1/2} = 1.44 \tau\)
- C. \(T_{1/2} = 0.693 \tau\)சரி
- D. \(T_{1/2} = \tau / 0.693\)
விளக்கம். அரை ஆயுட்காலம் (\(T_{1/2}\)) மற்றும் சராசரி ஆயுட்காலம் (\(\tau\)) ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான தொடர்பு \(T_{1/2} = \ln 2 \times \tau \approx 0.693 \tau\) ஆகும்.
Q13
\(\alpha, \beta\) மற்றும் \(\gamma\) கதிர்களின் அயனியாக்கும் திறன்களுக்கிடையேயான தொடர்பு ______ .
- A. \(\alpha < \beta < \gamma\)
- B. \(\alpha > \beta > \gamma\)சரி
- C. \(\gamma > \alpha > \beta\)
- D. \(\beta > \gamma > \alpha\)
விளக்கம். ஆல்பா துகள்கள் அதிக நிறையையும் மின்னூட்டத்தையும் கொண்டிருப்பதால், ஊடுருவும் போது அதிகப்படியான அயனியாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன.
Q14
அணுக்கரு உலைகளில் கட்டுப்படுத்தும் தண்டுகள் ______ ஆகப் பயன்படுகின்றன.
- A. எரிபொருளாக
- B. தணிப்பானாக
- C. நியூட்ரான்களை உறிஞ்சுவதற்குசரி
- D. குளிரூட்டியாக
விளக்கம். கட்டுப்படுத்தும் தண்டுகள் அணுக்கரு உலையில் அதிகப்படியான நியூட்ரான்களை உட்கவர்ந்து, தொடர்வினை கட்டுப்பாட்டை மீறிச் செல்லாமல் தடுக்கின்றன.
Q15
அணுக்கரு இணைவு ______ இல் நடைபெறுகிறது.
- A. சாதாரண வெப்பநிலையில்
- B. மிக அதிக வெப்பநிலையில்சரி
- C. மிகக் குறைந்த வெப்பநிலையில்
- D. எவ்வித வெப்பநிலையிலும்
விளக்கம். அணுக்கருக்களுக்கு இடையேயான வலிமையான நிலைமின் விலக்கு விசையைத் தாண்டி அவை இணைவதற்கு மிக அதிகப்படியான இயக்க ஆற்றல் அல்லது வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது.
