DAY 10 원자의 구조와 에너지파

오늘의 수능패턴 20 보어의 원자 모형

10	01	EBS연계 2016학년도 9월 평가원 9번

그림은 보어의 수소 원자 모형에서 에너지가 E1, E2, E3인 세 준위 사이에 전자가 전이 하는 세 가지 경우를 나타낸 것이다. 세 가지 전이 과정에서 나오는 빛의 진동수를 각각 [eqn: f _{A} ,f _{B} ,f _{C}]라고 할 때, [eqn: f _{A} >f _{B} >f _{C}]이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, h는 플랑크 상수이다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 진공에서의 파장은 진동수가 [eqn: f _{A}]인 빛이 진동수가 [eqn: f _{B}]인 빛보다 길다. ㄴ. [eqn: f _{B}]는 에너지가 [eqn: E _{2}]인 준위에 있던 전자가 에너지가 [eqn: E _{1}]인 준위로 전이하는 과정에서 나오는 빛의 진동수이다. ㄷ. [eqn: f _{c} = {E _{3} -E _{2}} over {h}]이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

10	02	2016학년도 7월 교육청 10번

그림은 수소 원자의 양자수(n)에 따른 에너지 준위를 나타낸 것으로, 전자의 전이 과정에서 빛이 방출된다.

에너지의 대소 관계로 옳은 것은? (2점)

① [eqn: E _{2} < {E _{1} +E _{3}} over {2}]	② [eqn: E _{2} > {E _{1} +E _{3}} over {2}]	③ [eqn: E _{2} = {E _{1} +E _{3}} over {2}]

④ [eqn: E _{3} =E _{1} +E _{2}]	⑤ [eqn: E _{3} = {E _{1} +E _{2}} over {2}]

정답 ②

10	03	2016학년도 4월 교육청 16번

그림은 보어의 수소 원자 모형에서 n=1인 상태에 있던 전자가 에너지 Ea인 빛 a를 흡수하여 n=2인 상태로 전이한 후, 다시 에너지 Eb인 빛 b를 흡수하여 n=3인 상태로 전이하는 과정을 나타낸 것이다. 표는 양자수 n에 따른 에너지 준위 En을 나타낸 것이다.

n	En(eV)
1	-13.6
2	-3.4
3	-1.5

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. Ea+Eb=12.1eV이다. ㄴ. 전자와 원자핵 사이에 작용하는 전기력의 크기는 n=2인 상태에서가 n=3인 상태에서보다 크다. ㄷ. 빛의 파장은 a가 b보다 크다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

10	04	EBS연계 2015학년도 수능 11번

그림은 보어의 수소 원자 모형에서 양자수 n에 따른 에너지 En과 n=2인 상태에 있던 전자가 진동수 fa인 빛을 흡수하여 n=4 인 상태로 전이한 후, 다시 진동수 fb인 빛을 방출하여 n=3인 상태로 전이하는 과정을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. n=3인 상태에 있는 전자가 진동수 fb인 빛을 흡수하면 n=4인 상태로 전이한다. ㄴ. [eqn: {E _{4} -E _{2}} over {f _{a}} = {E _{4} -E _{3}} over {f _{b}}] 이다. ㄷ. n=3인 상태에 있는 전자가 진동수 fa-fb인 빛을 방출하면 n=2인 상태로 전이한다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

10	05	EBS연계 2015학년도 9월 평가원 11번

그림은 보어의 수소 원자 모형에서 양자수 n에 따른 에너지 준위와 전자의 전이 a∼e를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 수소 원자의 에너지 준위는 불연속적이다. ㄴ. b에서 방출되는 광자 1개의 에너지는 2.05eV이다. ㄷ. a∼e 중에서 방출되는 빛의 파장이 가장 긴 경우는 c이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	06	2015학년도 4월 교육청 12번

그림은 보어의 수소 원자 모형에서 전자가 에너지 준위 E2에서 E1로, E3에서 E1로 전이할 때 진동 수가 각각 f1, f2인 빛이 방출되는 것을 나타낸 것이다. f1은 f2보다 작다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 에너지 준위는 불연속적이다. ㄴ. E2에서 E1로 전자가 전이할 때, 전자의 에너지는 증가한다. ㄷ. E3에서 E2로 전자가 전이할 때 방출되는 빛의 진동수는 f2―f1이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	07	EBS연계 2014학년도 9월 평가원 12번

그림은 양자화된 에너지 En(n=1, 2, 3, …)을 갖는 보어의 수소 원자 모형을 나타낸 것이다. a, b, c는 전자가 서로 다른 에너지 준위 사이에서 전이하는 것을, 표는 양자수(n)에 따른 En을 나타낸 것이다.

양자수(n)	En
1	-13.6eV
2	-3.4eV
3	-1.5eV

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 원자핵과 전자 사이에 작용하는 쿨롱 힘의 크기는 n=1인 궤도에서 가장 크다. ㄴ. a일 때, 전자는 3.4 eV의 빛에너지를 흡수한다. ㄷ. 방출되는 전자기파의 진동수는 b일 때가 c일 때보다 작다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄱ, ㄷ

정답 ⑤

10	08	2014학년도 7월 교육청 9번

그림은 수소 원자 모형에서 A는 n=4에서 n=2로, B는 n=3에서 n=2로 전자가 전이되는 과정을 나타낸 것이다. n은 양자수이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 전자가 갖는 에너지 준위는 불연속적이다. ㄴ. A와 B에서 각각 방출되는 광자 한 개가 갖는 에너지는 같다. ㄷ. 전자가 갖는 에너지 준위는 n=4에서가 n=3에서보다 높다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	09	EBS연계 2014학년도 6월 평가원 11번

그림은 보어의 수소 원자 모형을 나타낸 것이다. n은 양자수이다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 원자핵과 전자 사이에는 쿨롱 법칙을 따르는 힘이 작용한다. ㄴ. 전자가 n=1인 궤도에 있을 때 전자의 에너지가 가장 크다. ㄷ. 전자가 n=3에서 n=2인 궤도로 전이할 때, 원자가 빛을 흡수한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ①

10	10	2014학년도 4월 교육청 10번

그림은 수소 원자 내의 전자가 에너지 준위 E2에서 E1로, E3에서 E1로, E3에서 E2로 각각 전이하면서 진동수 f1, f2, f3인 빛이 방출되는 것을 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 에너지 준위는 E1이 E3보다 높다. ㄴ. 빛의 진동수는 f1이 f2보다 작다. ㄷ. 수소 원자에서 방출되는 빛의 스펙트럼은 불연속적이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

오늘의 수능패턴 21 원자 모형과 선 스펙트럼

10	11	2016학년도 수능 5번

그림 (가)는 분광기로 수소 기체 방전관에서 나오는 빛, 저온 기체관을 통과한 백열등 빛, 흰색이 표현된 칼라 LCD 화면에서 나오는 빛, 백열등에서 나오는 빛의 스펙트럼을 관찰하는 모습이고, (나)의 A, B, C, D는 (가)의 관찰 결과를 순서 없이 나타낸 것이다. 저온 기체관에는 한 종류의 기체만 들어 있고, 스펙트럼은 가시광선의 전체 영역을 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

이에 대한 설명으로 가장 적절한 것은? (3점)

① LCD 화면에서 나오는 빛의 스펙트럼은 A이다.

② 수소 기체 방전관에서 나오는 빛의 스펙트럼은 C이다.

③ 백열등에서 나오는 빛의 스펙트럼은 D이다.

④ 저온 기체관에는 수소 기체가 들어 있다.

⑤ 수소 원자의 에너지 준위는 연속적이다.

정답 ②

10	12	2016학년도 3월 교육청 2번

그림 (가)는 보어의 수소 원자 모형에서 양자수 n에 따른 에너지 준위를 나타낸 것이고, 그림 (나)는 수소와 헬륨 원자에서 방출되는 가시광선 영역의 선 스펙트럼 일부를 파장에 따라 나타낸 것이다. 빛의 파장은 a가 b보다 짧다.

(가)                      (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 광자 1개의 에너지는 a가 b보다 크다. ㄴ. a, b는 전자가 들뜬상태에서 n=1인 상태로 전이할 때 방출 된다. ㄷ. 수소와 헬륨 원자의 선 스펙트럼이 다른 이유는 에너지 준위 사이의 간격이 서로 다르기 때문이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	13	2015학년도 10월 교육청 7번

그림은 가열된 기체 A, B가 방출하는 빛을 분광기로 관찰한 결과를 나타낸 것이다. P, Q는 각각 A, B의 스펙트럼선이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. A 원자의 에너지 준위는 불연속적이다. ㄴ. 전자가 전이한 에너지 준위 차는 P가 방출될 때가 Q가 방출될 때보다 크다. ㄷ. A와 B는 서로 다른 종류의 기체이다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

10	14	2015학년도 6월 평가원 11번

그림 (가)는 보어의 수소 원자 모형에서 양자수 n에 따른 에너지 준위 와 전자의 전이 ㉠, ㉡, ㉢을 나타낸 것이고, (나)는 (가)에서 전자의 전이가 일어날 때 방출되는 빛의 선 스펙트럼을 파장에 따라 나타낸 것이다. a∼c는 각각 ㉠, ㉡, ㉢ 중 하나에 의해 나타난 스펙트럼선이다.

(가)                  (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 광자 한 개의 에너지는 a가 b보다 크다. ㄴ. a는 ㉠에 의해 나타나는 스펙트럼선이다. ㄷ. b와 c의 진동수 차는 전자가 n=5에서 n=4인 상태로 전이 할 때 방출되는 빛의 진동수와 같다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ①

10	15	2015학년도 3월 교육청 13번

그림은 가열된 수소 원자에서 전자가 n=2인 궤도로 전이할 때 방출되는 가시광선의 선 스펙트럼을 나타낸 것으로, 이 중에서 a는 파장이 가장 짧은 빛이고 b는 파장이 가장 긴 빛이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (단, n은 양자수이다.) (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 방출되는 광자 1개의 에너지는 b가 a보다 크다. ㄴ. a는 전자가 n=3에서 n=2로 전이할 때 방출된다. ㄷ. 수소 원자의 에너지 준위는 불연속적이다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ②

10	16	2014학년도 수능 12번

그림 (가)는 보어의 수소 원자 모형에서 양자수 n에 따른 에너지 준위와 전자의 전이 a, b를 나타낸 것이고, (나)는 가열된 수소 원자에서 전자가 n=2인 궤도로 전이할 때 방출되는 빛의 선 스펙트럼을 파장에 따라 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. 전자가 n=2인 궤도에 머물러 있는 동안에는 빛이 방출되지 않는다. ㄴ. 방출되는 광자의 에너지는 a에서가 b에서보다 크다. ㄷ. (나)에서 오른쪽으로 갈수록 파장이 짧다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ④

10	17	2014학년도 10월 교육청 11번

그림 (가)는 수소 원자의 전자가 에너지를 흡수하는 a 과정을 거쳐 들뜬 상태가 되었다가 빛을 방출하는 b, c, d 과정을 거쳐 바닥상태로 전이되 는 것을 나타낸 것이다. 그림 (나)는 수소 원자가 방출하는 가시광선 영역의 선 스펙트럼을 나타낸 것으로, A는 이 중 파장이 가장 긴 빛이다.

(가)                  (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (3점)

① A는 d 과정에서 방출하는 빛이다.

② (나)는 라이먼 계열의 스펙트럼이다.

③ c 과정에서 3.4 eV의 에너지를 갖는 빛이 방출된다.

④ c 과정에서 방출하는 빛의 파장은 b 과정에서 방출하는 빛의 파장보다 길다.

⑤ 전자가 a 과정에서 흡수한 에너지는 b, c, d 과정을 거치며 방출 한 에너지의 합과 같다.

정답 ⑤

10	18	2014학년도 3월 교육청 14번

그림 (가)는 수소 원자의 에너지 준위를, (나)는 수소 원자가 방출하는 발머 계열의 선 스펙트럼을 나타낸 것이다.

(가)                 (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. E2>E3이다. ㄴ. (가)에서 바닥상태는 전자가 n=1인 궤도에 있는 상태이다. ㄷ. (나)는 들뜬상태의 전자가 n=2인 궤도로 전이할 때 방출하는 스펙트럼이다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ④

오늘의 수능패턴 22 에너지띠 이론과 물질의 전도성

10	19	EBS연계 2016학년도 6월 평가원 3번

그림은 고체 A와 B의 에너지띠 구조를 모식적으로 나타낸 것이다. A와 B는 각각 도체와 반도체 중 하나이고, 색칠한 부분은 전자가 차있는 에너지 준위를 나타낸다. 이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에 서있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. A는 도체이다. ㄴ. B에서 전자가 원자가 띠에서 전도띠로 전이하면 양공이 생긴다. ㄷ. B에서 원자가 띠에 있던 전자가 에너지를 방출하며 전도띠로 전이한다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	20	2015학년도 7월 교육청 10번

그림은 고체 A, B의 에너지띠 구조를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. A는 부도체이다. ㄴ. 전기 전도성은 A가 B보다 좋다. ㄷ. B의 원자가 띠에 있는 전자들의 에너지는 모두 같다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

10	21	EBS연계 2015학년도 6월 평가원 16번

그림 (가)는 태양 전지의 반도체에서 전자와 양공의 쌍이 생성되는 원리를 나타낸 것이고, (나)는 태양 전지가 작동되어 전구에 불이 켜지는 모습을 나타낸 것이다.

(가)                        (나)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (3점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)에서 띠 간격(띠틈)보다 작은 에너지를 가진 빛은 원자가 띠의 전자를 전도띠로 전이시키지 못한다. ㄴ. (나)의 p–n 접합면에서는 전도띠로 전이된 전자가 n형 반도체 방향으로 이동한다. ㄷ. (나)에서 전류가 흐르는 방향은 ⓑ이다.

① ㄴ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄱ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ③

10	22	2014학년도 10월 교육청 1번

그림은 기체 원자와 고체 원자의 에너지 준위에 대해 세 사람이 대화하는 모습을 나타낸 것이다.

옳게 말한 사람만을 있는 대로 고른 것은? (2점)

① 영희	② 민수	③ 철수, 영희

④ 철수, 민수	⑤ 철수, 영희, 민수

정답 ③

10	23	2014학년도 3월 교육청 8번

그림 (가)∼(다)는 도체, 반도체, 절연체의 에너지띠 구조를 순서 없이 나타낸 것이다.

(가)            (나)           (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)는 (나)보다 전기 전도성이 좋다. ㄴ. (나)는 (다)에 비해 원자가 띠의 전자가 전도띠로 이동하기 어렵다. ㄷ. 실리콘(Si)은 (다)에 속한다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ⑤

10	24	2015학년도 9월 교육청 17번 고2

그림은 어떤 물질의 에너지띠를 나타낸 것이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. 이 물질은 기체 상태이다. ㄴ. 원자가 띠에는 한 개의 전자만 존재한다. ㄷ. 띠틈이 작을수록 물질의 전기 전도도가 크다.

① ㄱ   ② ㄷ   ③ ㄱ, ㄴ   ④ ㄴ, ㄷ   ⑤ ㄱ, ㄴ, ㄷ

정답 ②

10	25	2014학년도 11월 교육청 13번 고2

그림은 어떤 고체의 에너지띠 구조를 나타낸 것 이다. A는 원자가 띠와 (가) 사이의 에너지 간격 이고, (나)는 원자가 띠보다 에너지가 낮은 에너지띠이다.

이에 대한 설명으로 옳은 것만을 <보기>에서 있는 대로 고른 것은? (2점)

		<보 기>
	ㄱ. (가)에는 전자가 완전히 채워져 있다. ㄴ. A가 작은 고체일수록 전기 전도성이 좋다. ㄷ. (나)에 있는 전자의 에너지 준위는 모두 같다.

① ㄱ   ② ㄴ   ③ ㄷ   ④ ㄱ, ㄴ   ⑤ ㄴ, ㄷ

정답 ②

10	26	2014학년도 3월 교육청 14번 고2

그림은 전자가 비어 있는 A와 채워져 있는 B로 이루어진 도체, 부도체, 반도체의 에너지띠 구조를 순서 없이 나타낸 것이다.

(가)        (나)         (다)

이에 대한 설명으로 옳은 것은? (3점)

① A는 가전자 띠이다.

② (가)는 온도가 올라가면 저항이 감소한다.

③ (나)는 반도체의 에너지띠 구조이다.

④ (다)와 같은 예는 철, 구리 등이 있다.

⑤ (다)는 에너지띠 간격이 커서 전자가 B에서 A로 이동하기 쉽다.

정답 ③