大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問91 (物理（第4問） 問4)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

図2のようにX線管のフィラメント（陰極）・陽極間に高電圧を加え、陰極で発生した電子を陽極の金属に衝突させるとX線が発生する。図3は、陽極にモリブデンを用いた場合の、各電圧ごとに発生したX線の強度と波長の関係（X線スペクトル）を示している。たとえば、両極間の電圧が35kVの場合には、図のC点を最短波長とする連続スペクトルが得られた。また、連続的なスペクトルの中に鋭い二つのピーク（a）、（b）も観測され、このピークの波長は電圧によらない。
図3の結果を見たPさんとQさんが会話を始めた。ここで、プランク定数をh，光速をcとする。ただし、PさんとQさんの会話の内容は間違っていない。

空欄（　オ　）・（　カ　）に入れる記号と語の組合せとして最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。

Qさん：図3を見ると、二つの鋭いピークの波長は、電圧を変えてもまったく変化していない。二つのピーク（a）、（b）のうち、X線の光子のエネルギーが小さいのは（　オ　）の方だね。これらの二つのピークが現れるのは何に関係しているんだろう。
Pさん：陽極金属の種類を変えてみよう。そのとき、X線のピークの波長は変化することがわかっている。つまり、このX線のピークは陽極金属の特性に関係するようだね。では、両極間の電圧が35kVのとき、最短波長は図3のC点と比べてどうなるだろうか。
Qさん：最短波長は変化（　カ　）はずだよね。