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Physics Senior High

光の干渉の問題です。 屈折率nが1より大きいか小さいかはどこでわかりますか?

基本例題 68 薄膜による光の干渉 339,340 図のように,屈折率n, 厚さdの薄膜を,屈 大気 折率がnより大きい物質の表面につけたものが ある。 波長入の単色光を, 屈折率1の大気側か ら,この薄膜に入射角iで入射させた。 E 薄膜 (1) 光が点Bおよび点Cで反射する前後で位相 は逆になるか。それとも変わらないか。 屈折率n 物質 B (2) 点Aに入射し点Bで反射して点Cを通過する光と, 点Cで反射する光について 位相差をもたらす経路差と光路差を図の屈折角を用いてそれぞれ表せ。 (3) (2) , 両方の光を遠方の点Eで観測したとき, 暗く見えるための条件式を求めよ。 (4) この単色光を薄膜に垂直に入射させたとき, 反射光が最も弱められる場合の最 小の膜の厚さ dを求めよ。 指針点 B, 点Cでの反射はいずれも,屈折率小の媒質から大の媒質へ入射する場合なので,位 相が変化する。 強めあい・弱めあいの条件式を光路差で書くときは, 真空中(または空気中) の波長を用いる (経路差で書くときは,膜中の波長を用いる)。 (4) は垂直入射なので, r=0° 解答(1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 (3) 点Bと点Cの反射で, ともに位相が逆に の媒質へ入射する場合なので, 反 なるので,暗く見えるための条件式を, 光 射の際, 位相は逆になる。 路差で考えれば 点B: 物質の屈折率は膜の屈折率よ り大きいから, 点Cと同様, 反射 の際, 位相は逆になる。 2nd cosr=m+ = (m+/1/2) ² 1 (m=0, 1, 2, ...) H (2) 図より 注 経路差では 2dcosr=m+- (m + 1/2 ) ²/1/2 2n 経路差 (4)r=0°より cosr=1 だから, ① 式より =DB+BC A C =DC' 2nd=(m + 2)a 12 r/D =2dcosr 最小の膜の厚さは,m=0 より 光路差 2nd = 1/2/2 入 to bella よって d=- = n × 経路差 4n =2nd cosr B 物

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Physics Senior High

(3)なのですが、電流はvが一定値だとながれないのですか??? 速さがあれば電流は流れると教わったのですが…

[n] 16. 電磁誘導 191 発展問題 335,336 P 電磁力と誘導起電力 発展例題 34 鉛直上向きに磁束密度Bの一様な磁場中に, 2本の 直線導体のレールが間隔で水平に置かれ, 内部抵抗 スイッチ AB 「の無視できる起電力 E の電池, 抵抗値R の抵抗およ A びスイッチに接続している。 レール上の導体棒PQ RO は、レールと垂直であり,なめらかに移動できる。 EZ (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQが磁場から受け る力の向きと大きさを求めよ。 Q (2) 棒 PQ の速さがvとなったとき, 棒 PQ に流れる電流の大きさはいくらか。 (3) 棒PQ の速さは一定値に近づく。 この速さはいくらか。 大から,P→Qの向きであ P 指針 (1) スイッチを閉じた直後には、 棒PQにまだ誘導起電力は生じていない。 り,Pが低電位,Qが高 電位となる。 棒PQは, ◎B OR v Bl (2) 速さがv1 のとき, 誘導起電力はBである。 棒PQ を起電力 , Blの電池とみなし、キルヒ (ホッフの第2法則を用いる。 誘導起電力を生じる電池 とみなすことができ, p = E が負極、Qが正極となる Q (3) 速さが一定となるとき, 慣性の法則から、棒 PQにはたらく水平方向の力は0となる。 解説 (1) スイッチを閉じた直後, 棒PQ の誘導起電力は0である。 棒 PQ を流れる電 E 流はQPの向きに, I = である。 棒PQ Betono R (図)。 したがって、 誘導起電力は、電池の起電 力Eと逆向きに Blである。 PQ を流れる電 BADER 流をとすると, キルヒホッフの第2法則から、 E-v, Bl* E-vBl=Ri i== ARO 平木 (3) 一定の速さをvとする。 このとき, 棒PQに はたらく水平方向の力は0 となるので, 流れる 電流も0である。 (2)のiの式を用いて が磁場から受ける力の向きは, フレミングの左 手の法則から、図の右向きとなる。 力の大きさ EBU Fは, F=IBl= AVE-VBl. E E435 R 0=1 ひ= R BU (2) 棒PQ に流れる誘導電流は, レンツの法則 -VOS $

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Physics Senior High

(2)の②のくろの傍線部のところがなぜこーなるのか分かりません💦 誰か教えていただけないでしょうか?

流れの速さが3.0m/sの川を,静水時での速さが 6.0m/sのボートで移動する。 AB間の距離と川幅はい ずれも90m とする。 (1) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間 をそれぞれ求めよ。 90m →D→ 3.0m/s -90m 1 流れと同じ向きにAからBへ向かう。 2 流れと逆向きにBからAへ向かう。 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間をそれぞれ求めよ。 ②につい ては,ボートの先端をどの方向に向ければよいかも答えよ。 A から流れと垂直の向きにこぎ出して対岸へ向かう。 Aからこぎ出して、 対岸のCへ向かう。 2つのベクトルを合成することにより, 合成速度を求める。 ボートの進む向きを正とする。 同じ向きのベクトルの合成なので、 右図より。 6.0m/s 3.0m/s 1 = 6.0 +3.0 = 9.0m/s V₂ 90 到達時間は、 = -=10s 9.0 3.0m/s 逆向きのベクトルの合成なので,右図より. v2 = 6.0+ (-3.0) = 3.0m/s 90 到達時間は, t2 = = 30s 3.0 _2) ① 垂直となるベクトルの合成なので,右図より 考え方 ? [解説] (1) ① vs = √6.0°+3.0°= 3.0√5=3.0×2.24 = 6.72 ≒ 6.7m/s ボートの速度の岸に垂直な成分は 6.0m/sなので, 90 到達時間は, ts= -= 15 s 6.0 別解 実際に船が進む距離をxとすると,右図の三角形の相 似より, x:90=3√5:6 よって, x = 455m 45√5 この距離をv=3√5m/s で進むので、 t= = 15s 3√5 右図より, 流れと垂直の向きから上流側に30°の向きへ先 端を向ける必要がある。 また, 合成速度と到達時間は, √3 v4= 6.0 cos30°= 6.0 x 3.0/3 2 = 3.0×1.73 = 5.19≒5.2m/s 90 = 10√3=10×1.73= 17.3 ≒ 17s t₁ = 3.0/3 R:2 2v₁ = 6.0/3 B ← 6.0m/s 90 m 2 6.0 m/s 3.0m/s Vz 6.0 m/s 6 m/s m/s >3.0m/s 3√5 130° V₁

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Physics Senior High

(2)の②で流れと垂直の向きから上流側に30°の向きに先端を向けるのが答えなのですがなぜ30°になるのか教えてください😭

流れの速さが3.0m/sの川を、静水時での速さが 6.0m/sのボートで移動する。 AB間の距離と川幅はい ずれも90m とする。 (1) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間 をそれぞれ求めよ。 90m 3.0m/s 90m- 1 流れと同じ向きにAからBへ向かう。 (2) 流れと逆向きにBからAへ向かう。 (2) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間をそれぞれ求めよ。 ②につい ては,ボートの先端をどの方向に向ければよいかも答えよ。 Aから流れと垂直の向きにこぎ出して対岸へ向かう。 Aからこぎ出して, 対岸のCへ向かう。 2つのベクトルを合成することにより, 合成速度を求める。 ボートの進む向きを正とする。 同じ向きのベクトルの合成なので,右図より 6.0m/s 3.0m/s ひ1 = 6.0 +3.0 = 9.0m/s VI 90 到達時間は、 = = 10s 9.0 3.0m/s 逆向きのベクトルの合成なので、右図より, v2 = 6.0+ (-3.0) = 3.0m/s 90 = 30s 到達時間は, t2 = 13.0 _2) ① 垂直となるベクトルの合成なので、 右図より, 考え方 24 ? [解説 (1) ① v3=√6.02+3.0°= 3.0√5=3.0×2.24 = 6.72 ≒ 6.7m/s ボートの速度の岸に垂直な成分は 6.0m/s なので, 90 到達時間は, ts= = 15s 6.0 別解 実際に船が進む距離をxとすると,右図の三角形の相 似より, x:90=3√5:6 よって, x=45√5m 45/5 -=15s この距離をv=3√5m/sで進むので、 t= ② 右図より流れと垂直の向きから上流側に30°の向きへ先 3√5 端を向ける必要がある。 また, 合成速度 24 と到達時間は, √3 = 3.0/3 v4=6.0 cos30°= 6.0 x - 2 = = 3.0×1.73 = 5.19 ≒ 5.2m/s 90 = 10/√3= 10×1.73 = 17.3 ≒ 17 s 3.0/3 3:2 204 = 6.0√3 com/s t4 B 6.0m/s V₂ 6.0 m/s x 201 90 m 3.0m/s V3 6.0 m/s 3√5 m/s 23.0m/s 6 m/s 30 ° V₁

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