एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप में इलेक्ट्रॉनों की गति $1 \times 10^{7} \, m/s$ है। यदि इलेक्ट्रॉनों के स्थान पर समान गति वाले प्रोटॉन का उपयोग किया जाए,तो स्कैनिंग प्रोटॉन माइक्रोस्कोप की विभेदन क्षमता (resolving power) किस कारक से बदल जाएगी?

एक प्रोटॉन और एक इलेक्ट्रॉन को समान विभवांतर द्वारा त्वरित किया जाता है। तो $\frac{\lambda_e}{\lambda_p}$ का अनुपात होगा:

क्रिस्टल विवर्तन प्रयोग $X-$किरणों या उपयुक्त वोल्टेज द्वारा त्वरित इलेक्ट्रॉनों का उपयोग करके किए जा सकते हैं। किस प्रोब (probe) की ऊर्जा अधिक है? (मात्रात्मक तुलना के लिए,प्रोब की तरंगदैर्ध्य $1\,\mathring{A}$ लें,जो जाली में अंतर-परमाणु दूरी के क्रम की है) $(m_{e}=9.11 \times 10^{-31}\,kg)$

$27\,^oC$ और $127\,^oC$ तापमान पर अलग-अलग रखे गए हाइड्रोजन और हीलियम के अणुओं की डी-ब्रोग्ली तरंगदैर्ध्य का अनुपात क्या है?

जब कोई कण $x$-अक्ष पर $x=0$ और $x=a$ के बीच गति करने के लिए प्रतिबंधित होता है,जहाँ $a$ नैनोमीटर आयाम का है,तो उसकी ऊर्जा केवल कुछ विशिष्ट मान ही ले सकती है। ऐसे प्रतिबंधित क्षेत्र में गति करने वाले कण की अनुमत ऊर्जाएँ इसके सिरों $x=0$ और $x=a$ पर नोड्स (nodes) वाले स्थिर तरंगों के निर्माण के अनुरूप होती हैं। इस स्थिर तरंग की तरंगदैर्ध्य डी-ब्रोग्ली संबंध के अनुसार कण के रैखिक संवेग $p$ से संबंधित है। $m$ द्रव्यमान वाले कण की ऊर्जा उसके रैखिक संवेग से $E = \frac{p^2}{2m}$ के रूप में संबंधित है। इस प्रकार,कण की ऊर्जा को एक क्वांटम संख्या $n$ द्वारा दर्शाया जा सकता है जो $1, 2, 3, \ldots$ मान लेती है ($n=1$,जिसे ग्राउंड स्टेट कहा जाता है) जो स्थिर तरंग में लूप्स की संख्या के अनुरूप है।
ऊपर वर्णित मॉडल का उपयोग करके $x=0$ से $x=a$ रेखा में गति करने वाले कण के लिए निम्नलिखित तीन प्रश्नों के उत्तर दें। $h = 6.6 \times 10^{-34} \ J \ s$ और $e = 1.6 \times 10^{-19} \ C$ लें।
$1.$ $n$ के किसी विशेष मान के लिए कण की अनुमत ऊर्जा किसके समानुपाती है?
$(A) \ a^{-2} \ (B) \ a^{-3/2} \ (C) \ a^{-1} \ (D) \ a^2$
$2.$ यदि कण का द्रव्यमान $m = 1.0 \times 10^{-30} \ kg$ और $a = 6.6 \ \text{nm}$ है,तो ग्राउंड स्टेट में कण की ऊर्जा किसके सबसे करीब है?
$(A) \ 0.8 \ \text{meV} \ (B) \ 8 \ \text{meV} \ (C) \ 80 \ \text{meV} \ (D) \ 800 \ \text{meV}$
$3.$ कण की गति,जो अलग-अलग मान ले सकती है,किसके समानुपाती है?
$(A) \ n^{-3/2} \ (B) \ n^{-1} \ (C) \ n^{1/2} \ (D) \ n$

इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप) पर एक टिप्पणी लिखिए।