第22章原子The Atom原書 p.743–794
Chapter Review章のまとめ
Concept Items概念の問題
22.1 The Structure of the Atom 1A star emits light from its core. One observer views the emission unobstructed while a second observer views the emission while obstructed by a cloud of hydrogen gas. Describe the difference between their observations.
22.1 原子の構造 1ある星が芯から光を放っている。一人の観測者は何にもさえぎられずにその放射を見、もう一人は水素の気体の雲にさえぎられた状態で見る。二人の観測の違いを述べよ。
a. Intensity of the light in the spectrum will increase.b. Intensity of the light in the spectrum will decrease.c. Frequencies will be absorbed from the spectrum.d. Frequencies will be added to the spectrum.
a. スペクトルの光の強さが増す。b. スペクトルの光の強さが減る。c. スペクトルからいくつかの振動数が吸収されて欠ける。d. スペクトルにいくつかの振動数が加わる。
2How does the orbital energy of a hydrogen-like atom change as it increases in atomic number?
2水素に似た原子の軌道のエネルギーは、原子番号が増えるとどう変わるか。
• Radiation dosage and its effect on the body can be measured using the quantities radiation dose unit (rad), relative biological effectiveness (RBE), and the roentgen equivalent man (rem).
・放射線の線量と体への効果は、放射線の線量の単位(ラド)、生物学的効果比(RBE)、レム(roentgen equivalent man)という量で測れる。
22.2 Nuclear Forces and Radioactivity22.2 核力と放射能
alpha decay equation
アルファ崩壊の式
beta decay equation
ベータ崩壊の式
gamma decay equation
ガンマ崩壊の式
22.3 Half Life and Radiometric Dating22.3 半減期と放射年代測定
22.4 Nuclear Fission and Fusion22.4 核分裂と核融合
22.5 Medical Applications of Radioactivity: Diagnostic Imaging and Radiation22.5 放射能の医療への応用——画像診断と放射線治療
a. The orbital energy will increase.b. The orbital energy will decrease.
a. 軌道のエネルギーは増える。b. 軌道のエネルギーは減る。
c. The orbital energy will remain constant.d. The orbital energy will be halved.
c. 軌道のエネルギーは変わらない。d. 軌道のエネルギーは半分になる。
22.4 Nuclear Fission and Fusion 3Aside from energy yield, why are nuclear fusion reactors more desirable than nuclear fission reactors?
22.4 核分裂と核融合 3出るエネルギーの量を別にして、核融合炉が核分裂炉より望ましいのはなぜか。
a. Nuclear fusion reactors have a low installation cost.b. Radioactive waste is greater for a fusion reactor.c. Nuclear fusion reactors are easy to design and build.d. A fusion reactor produces less radioactive waste.
a. 核融合炉は建設の費用が安いから。b. 融合炉のほうが放射性廃棄物が多いから。c. 核融合炉は設計も建設も簡単だから。d. 融合炉のほうが放射性廃棄物が少ないから。
Critical Thinking Items批判的に考える問題
22.1 The Structure of the Atom 4How would the gold foil experiment have changed if electrons were used in place of alpha particles, assuming that the electrons hit the gold foil with the same force as the alpha particles?
22.1 原子の構造 4アルファ粒子のかわりに電子を使い、電子がアルファ粒子と同じ力で金箔にあたるとしたら、金箔の実験はどう変わっただろうか。
a. Being less massive, the electrons might have been scattered to a greater degree than the alpha particles.b. Being less massive, the electrons might have been scattered to a lesser degree than the alpha particles.c. Being more massive, the electrons would have been scattered to a greater degree than the alpha particles.d. Being more massive, the electrons would have been scattered to a lesser degree than the alpha particles.
a. 電子は質量が小さいので、アルファ粒子より大きく散乱されたかもしれない。b. 電子は質量が小さいので、アルファ粒子より小さくしか散乱されなかったかもしれない。c. 電子は質量が大きいので、アルファ粒子より大きく散乱されただろう。d. 電子は質量が大きいので、アルファ粒子より小さくしか散乱されなかっただろう。
5Why does the emission spectrum of an isolated gas differ from the emission spectrum created by a white light?
5孤立した気体の輝線スペクトルが、白色光の作るスペクトルと違うのはなぜか。
a. White light and an emission spectrum are different varieties of continuous distribution of frequencies.b. White light and an emission spectrum are different series of discrete frequencies.c. White light is a continuous distribution of frequencies, and an emission spectrum is a series of discrete frequencies.d. White light is a series of discrete frequencies, and an emission spectrum is a continuous distribution of frequencies.
a. 白色光と輝線スペクトルは、振動数の連続な分布の別の種類だから。b. 白色光と輝線スペクトルは、離散的な振動数の別の並びだから。c. 白色光は振動数の連続な分布であり、輝線スペクトルは離散的な振動数の並びだから。d. 白色光は離散的な振動数の並びであり、輝線スペクトルは振動数の連続な分布だから。
6Why would it most likely be difficult to observe quantized orbital states for satellites orbiting the earth?
6地球を回る人工衛星で、量子化された軌道の状態を観測するのがまず難しいのはなぜか。
a. On a macroscopic level, the orbital states do exist for satellites orbiting Earth but are too closely spaced for us to see.b. On a macroscopic level, the orbital states do not exist for satellites orbiting Earth.c. On a macroscopic level, we cannot control the amount of energy that we give to an artificial satellite and thus control its orbital altitude.d. On a macroscopic level, we cannot control the amount of energy that we give to an artificial satellite but we can control its orbital altitude.
a. 巨視的な水準でも、地球を回る人工衛星に軌道の状態は存在するが、間隔が近すぎて見えないから。b. 巨視的な水準では、地球を回る人工衛星に軌道の状態は存在しないから。c. 巨視的な水準では、人工衛星に与えるエネルギーの量を制御できず、したがって軌道の高さも制御できないから。d. 巨視的な水準では、人工衛星に与えるエネルギーの量は制御できないが、軌道の高さは制御できるから。
7Do standing waves explain why electron orbitals are quantized?a. nob. yes
7定常波は電子の軌道が量子化されている理由を説明するか。a. しないb. する
8Some terms referring to the observation of light include emission spectrum and absorption spectrum. Based on these definitions, what would a reflection spectrum describe?
8光の観測に関わる語には輝線スペクトルや吸収スペクトルがある。これらの定めをもとにすると、反射スペクトルは何を述べるものになるか。
a. The reflection spectrum would describe when incident waves are selectively reflected by a substance.b. The reflection spectrum would describe when incident waves are completely reflected by a substance.c. The reflection spectrum would describe when incident waves are not absorbed by a substance.d. The reflection spectrum would describe when incident waves are completely absorbed by a substance.
a. 反射スペクトルは、入ってくる波が物質に選ばれて反射される場合を述べる。b. 反射スペクトルは、入ってくる波が物質に完全に反射される場合を述べる。c. 反射スペクトルは、入ってくる波が物質に吸収されない場合を述べる。d. 反射スペクトルは、入ってくる波が物質に完全に吸収される場合を述べる。
22.2 Nuclear Forces and Radioactivity 9Explain why an alpha particle can have a greater range in air than a beta particle in lead.
22.2 核力と放射能 9アルファ粒子が空気中で届く範囲が、ベータ粒子が鉛の中で届く範囲より長くなりうる理由を説明せよ。
a. While the alpha particle has a lesser charge than a beta particle, the electron density in lead is much less than that in air.b. While the alpha particle has a greater charge than a beta particle, the electron density in lead is much lower than that in air.c. While the alpha particle has a lesser charge than a beta particle, the electron density in lead is much greater than that in air.d. While the alpha particle has a greater charge than a beta particle, the electron density in lead is much higher than that in air.
a. アルファ粒子の電荷はベータ粒子より小さく、鉛の電子の密度は空気よりはるかに小さいから。b. アルファ粒子の電荷はベータ粒子より大きく、鉛の電子の密度は空気よりはるかに低いから。c. アルファ粒子の電荷はベータ粒子より小さく、鉛の電子の密度は空気よりはるかに大きいから。d. アルファ粒子の電荷はベータ粒子より大きく、鉛の電子の密度は空気よりはるかに高いから。
10What influence does the strong nuclear force have on the electrons in an atom?
10強い核力は原子の電子にどんな影響を及ぼすか。
a. It attracts them toward the nucleus.b. It repels them away from the nucleus.
a. 電子を原子核のほうへ引く。b. 電子を原子核から遠ざける。
c. The strong force makes electrons revolve around the nucleus.d. It does not have any influence.
c. 強い力が電子を原子核のまわりに回らせる。d. 何の影響も及ぼさない。
22.3 Half Life and Radiometric Dating 11Provide an example of something that decreases in a manner similar to radioactive decay.
22.3 半減期と放射年代測定 11放射性崩壊と似た形で減っていくものの例を挙げよ。
a. The potential energy of an object falling under the influence of gravityb. The kinetic energy of a ball that is dropped from a building to the groundc. Theh charge transfer from an ebonite rod to furd. The heat transfer from a hot to a cold object
a. 重力を受けて落ちる物の位置エネルギーb. 建物から地面へ落とされた球の運動エネルギーc. エボナイトの棒から毛皮への電荷の移りd. 熱い物から冷たい物への熱の移り
12A sample of radioactive material has a decay constant of 0.05 s–1. Why is it wrong to presume that the sample will take just 20 seconds to fully decay?
12ある放射性の物質の試料の崩壊定数が0.05 s-1である。この試料が完全に崩壊するのにちょうど20秒しかかからないと考えるのが誤りなのはなぜか。
a. The decay constant varies with the mass of the sample.b. The decay constant results vary with the amount of the sample.c. The decay constant represents a percentage of the sample that cannot decay.d. The decay constant represents only the fraction of a sample that decays in a unit of time, not the decay of the entire sample.
a. 崩壊定数は試料の質量によって変わるから。b. 崩壊定数の結果は試料の量によって変わるから。c. 崩壊定数は、崩壊しえない試料の割合を表すから。d. 崩壊定数は、単位時間に崩壊する試料の割合だけを表すものであって、試料全体の崩壊を表すのではないから。
22.4 Nuclear Fission and Fusion 13What is the atomic number of the most strongly bound nuclide?
22.4 核分裂と核融合 13最も強く結びついた核種の原子番号はいくらか。
14Why are large electromagnets necessary in nuclear fusion reactors?
14核融合炉に大きな電磁石が要るのはなぜか。
a. Electromagnets are used to slow down the movement of charge hydrogen plasma.b. Electromagnets are used to decrease the temperature of hydrogen plasma.c. Electromagnets are used to confine the hydrogen plasma.d. Electromagnets are used to stabilize the
a. 電磁石は電荷を帯びた水素のプラズマの動きを遅くするのに使うから。b. 電磁石は水素のプラズマの温度を下げるのに使うから。c. 電磁石は水素のプラズマを閉じ込めるのに使うから。d. 電磁石は水素のプラズマの
Performance Task実践課題
22.5 Medical Applications of Radioactivity: Diagnostic Imaging and Radiation 18On the Environmental Protection Agency’s website, a helpful tool exists to allow you to determine your average annual radiation dose. Use the tool to determine whether the radiation level you have been exposed to is dangerous and to compare your radiation dosage to other radiative events.
22.5 放射能の医療への応用——画像診断と放射線治療 18米国環境保護庁のウェブサイトには、自分が年に平均してどれだけの放射線の線量を受けているかを調べられる便利な道具がある。この道具を使って、自分の浴びている放射線の量が危険かどうかを調べ、自分の線量を他の放射線に関わる出来事と比べよ。
temperature of the hydrogen plasma.
温度を安定させるのに使うから。
22.5 Medical Applications of Radioactivity: Diagnostic Imaging and Radiation 15Why are different radiopharmaceuticals used to image different parts of the body?
22.5 放射能の医療への応用——画像診断と放射線治療 15体の違う部分を写すのに違う放射性医薬品が使われるのはなぜか。
a. The different radiopharmaceuticals travel through different blood vessels.b. The different radiopharmaceuticals travel to different parts of the body.c. The different radiopharmaceuticals are used to treat different diseases of the body.d. The different radiopharmaceuticals produce different amounts of ionizing radiation.
a. 違う放射性医薬品は違う血管を通るから。b. 違う放射性医薬品は体の違う部分へ行くから。c. 違う放射性医薬品は体の違う病気を治すのに使われるから。d. 違う放射性医薬品は違う量の電離放射線を出すから。
16Why do people think carefully about whether to receive a diagnostic test such as a CT scan?
16CTのような検査を受けるかどうかを人がよく考えるのはなぜか。
a. The radiation from a CT scan is capable of creating cancerous cells.b. The radiation from a CT scan is capable of destroying cancerous cells.c. The radiation from a CT scan is capable of creating diabetic cells.d. The radiation from a CT scan is capable of destroying diabetic cells.
a. CTの放射線はがんの細胞を作りうるから。b. CTの放射線はがんの細胞を壊しうるから。c. CTの放射線は糖尿病の細胞を作りうるから。d. CTの放射線は糖尿病の細胞を壊しうるから。
17Sometimes it is necessary to take a PET scan very soon after ingesting a radiopharmaceutical. Why is that the case?
17放射性医薬品を取り込ませてすぐPETを撮らなければならないことがある。それはなぜか。
a. The radiopharmaceutical may have a short half-life.b. The radiopharmaceutical may have a long half-life.c. The radiopharmaceutical quickly passes through the digestive system.d. The radiopharmaceutical can become lodged in the digestive system.
a. その放射性医薬品の半減期が短いことがあるから。b. その放射性医薬品の半減期が長いことがあるから。c. その放射性医薬品は消化管をすぐ通り抜けてしまうから。d. その放射性医薬品は消化管に留まってしまうことがあるから。
1. Visit the webpage (http://www.openstax.org/l/28calculate) and answer the series of questions provided to determine the average annual radiation dosage that you receive.2. Table 22.5 shows the immediate effects of a radiation dosage. Using the table, explain what you would experience if your yearly dosage of radiation was received all over the
1. このウェブページ(http://www.openstax.org/l/28calculate)を訪れ、並んだ問いに答えて、自分が年に平均して受けている放射線の線量を求めよ。2. 表22.5は放射線の線量のすぐ現れる効果を示す。この表を使って、自分の一年分の線量を一日で
course of one day. Also, determine whether your dosage is considered a low, moderate, or high.3. Using the information input into the webpage, what percentage of your dosage comes from natural sources? The average percentage of radiation from natural sources for an individual is around 85 percent.4. Research radiation dosages for evacuees from events like the Chernobyl and Fukushima meltdowns. How does your annual radiation exposure rate compare to the net dosage for evacuees of each event.
全部受けたらどうなるかを説明せよ。また、自分の線量が低・中・高のどれにあたるかを判断せよ。3. ウェブページに入れた情報から、自分の線量の何パーセントが自然の源から来ているか。個人が自然の源から受ける放射線の割合の平均はおよそ85パーセントである。4. チェルノブイリや福島の炉心溶融のような出来事の避難者の放射線の線量を調べよ。自分が年に浴びる割合は、それぞれの出来事の避難者の正味の線量とどう比べられるか。