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Physics Senior High

(5)についてです 解説ではΔλ/λで比較しているのですが、コンプトン効果が顕著に現れなくなるのは、Δλが小さくなる場合ではないのですか? 測定するときにその変化を見ると思うのですが 分かる方いたら教えて下さい

145.〈コンプトン効果) X線を物質に入射したとき, 散乱されたX線の波長 人射X線の波長よりも長くなる現象をコンプトン効 果とよぶ。この現象は, X線を単なる波動と考えただ けでは説明ができない。 コンプトンはアインシュタイ ンが提唱した光量子仮説に基づいてX線の光子の粒子 性に着目し、光子は物質中の電子と衝突することによ って、非弾性的な (つまり, 光子のエネルギーが減少 する)散乱が起こる, と考えた。 このとき, 光子は電子に一部のエネルギーを受け渡し, 散乱 された光子の振動数はそのエネルギーの減少分だけ小さくなる。 図は、光子が電子と衝突して散乱されるようすを模式的に示したものである。電子の質量 をm, プランク定数をh, 光の速さをcとし, 衝突前の電子は静止しているものと仮定して 次の問いに答えよ。 1光子の波長をえとしたとき, この光子のエネルギーEと運動量Pをん, c. Aのいずれか必 要なものを用いて, それぞれ表せ。 2) 入射光子の波長を Ao, 散乱光子の波長を 入, はね飛ばされた電子の速さをvとしたとき, 衝突前後におけるエネルギー保存の式を書け。 (3)散乱光子とはね飛ばされた電子の散乱角は, 入射光子の進行方向に対してそれぞれ角度 0とゆであった。このとき, 入射光子の進行方向とこれに対して垂直方向の成分について, 運動量保存の式をそれぞれ書け。 (4)(2)のエネルギー保存の式と(3)の運動量保存の式を使うと, 入射光子の波長 入oと散乱光子 の波長入」の間の変化量 4A(3DAース)が求まる。この AAをれ, m, c, θを用いて表せ。 た だし、導出過程において以下の近似式を適用せよ。 散乱光子 波長: 入射光子 波長:。 OAAAA はね飛ばさ れた電子 速さ: 衝突前の電子 質量:m (静止していると仮定) + Ao_ -2=- Aod」 入。「。 15)波長が10-1~ 10~°mのX線を入射するときと比べ,可視光線(380nm~770nm) を入 射した場合は, Aの変化はほとんど無視できるようになり, コンプトン効果が顕著には現 れなくなる。その理由を(4)で求めた式を参考にして, 簡潔に述べよ。 なお, 1nm は 10-°m である。 [16 大阪府大)

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Physics Senior High

Δtが2分の1tになる理由がよくわかりません

**r.rnこIC興 I 図のように,長さ 1.60 mのガラス管OP の左端Oの近くに置いたスピーカー から,ある振助数の音を出し続けたとき, 管の気柱が共鳴し,定常波が生じた。 音の伝播にともなう空気の変位は,管の長さ方向に対して右向き変位を上向き に,また,左向き変位を下向きとして横波のようにあらわす。図の波形の実線と 破線は,それぞれ,ある時刻tにおける変位と,At 秒後の時刻t+ At における 変位を示す。開口端補正は無視できるものとし, 空気中の音の速さを340 m/s として,以下の問い(問1~5)に答えよ。解答の数値は, すべて有効数字3桁 にせよ。 レー 5入 レ-340mls 1.60 m A B C D E F G スピーカー 開管 340 u2 このときの音の波長入[m] と振動数(n [Hz] を求めよ。 6-8=0.2 問1 Xル(n = 4/5Hz 時刻tで,空気の密度が最大の位置を, 図のO, A~GA Pから選んです 問2 べて書け。 A、E 問3 最小の At 秒の間に空気の密度変化が最大となる位置を,図の O, A~G, Pから選んで,すべて書け。 (AF 最小の At 秒を求めよ。(解答に至る過程も)「説明欄」に簡潔に記入する 問4 こと)。 0.00/118 次に,管の右猫Pを閉じて, スピーカーから出る音の振動数をゆっくり下げて いったところ,改めて, ある振動数で共鳴がおこった。 問5 このときの音の波長入'[m]と振動数 n' [Hz) を求めよ。(解答に至る過程 も「説明欄」に簡潔に記入すること) 19.14X101 0 0 h' 42H2 Cp o o0) 00.

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Physics Senior High

(ⅰⅰ)-(サ)について質問です 答えではVΔt’となってましたが、自分では(V-ω)Δt’という答えが出ました。考え方的には音速Vの波が右向きにωで進む反射板に反射したので反射した後の音速はV-ωになるという感じです。問題文にV>>>ωと書いてあるのでωは無視していいのか... Read More

(b) 反射板が動く場合を考える。図3に示すように, 同一直線上に一定の振動数f[Hz] で音を発する 静止した音源と,直線に対して垂直に立てられた可動式の反射板がある。音源と反射板の間に観測者 が静止している。反射板は速さ w[m/s]で図3の右方向に移動している。 音速を V[m/s] とする。 反射板の速さ w は音速 V よりじゅうぶん小さい。 (i) 音源が発する音波の波長は (カ) [m]である。ある時刻に反射板に到達した波は,仮に反射 板を透過すると考えると, At[s] 間にさらに (キ) [m]進み,この間に反射板は ク) 進むので, At 間に反射板を透過する波の数 (音波の1波長分を1つと数える)は, ク) 個と なる。したがって, 反射板が感じる音波の振動数子は [Hz] となる。 () 反射板がこの振動数/の音波を出す音源と見なすと, ある時刻に反射板から出た波は, At'[s] 後には反射した位置から左に距離 (サ) [m]進む。一方,この間に反射板は右に距離 [m]だけ移動する。 4'間に反射板から出た波の数はfを含む式で表すと (ス) | 個なので,反 [m]となる。観測者に届く反射板からの音波の振動数 射波の波長はfを含む式で表すと (セ) は「を含む式で表すと (ソ) [Hz] となる。 をんを含む式で表すと [Hz] と なる。 () 観測者には音源からの音波と反射板からの音波の両方が届くので, 観測者が聞く 1秒あたりの うなりの回数は (チ) 回となる。

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Physics Senior High

(2)のΔl-xになぜなるのかがわかりません

振野り 発展例題 A m 図のように,ばね定数kの軽いばねの下端を固定し, 上端に質量Mの 水平な台Bを取りつけ,その上に質量Mの物体Aをのせた装置がある。 物体Aと台Bを,つりあいの位置を中心に鉛直方向に単振動をさせる。 このとき,物体Aが台Bからはなれることがないとすると, AとBは同 じ単振動をする。重力加速度の大きさをgとして, 次の各間に答えよ。 (1) 装置全体がつっりあいの状態にあるとき,自然長からのばねの縮み 41はいくらか。 (2) 台Bとともに単振動をしている, 物体Aの加速度aはいくらか。鉛直上向きを正, Aのつりあいの位置からの変位をxとして,加速度aをxの関数として表せ。 (3) 台Bが物体Aを押す力げを, Aのつりあいの位置からの変位xの関数として表せ。 (4)台Bが最高点に達したとき, 台Bが物体Aを押すカ子がちょうど0になったとする。 このときの単振動の振幅 ro を, M, m, k, gを用いて表せ。 (5)台Bをつりあいの位置から/2 ro だけ押し下げ, 静かにはなすと, 物体Aは, つり あいの位置からの変位がx, のところで台Bからはなれた。変位x1,およびそのとき の物体Aの速さを, M, m, k, gを用いてそれぞれ表せ。 B M k (京都産業大 改) (3) Aが受ける力は, 図の ように示される。 Aの運動 Af A (1) 装置全体について, 力のつり 指針 あいの式を立てる。 (2) A, Bが一体となって運動しているので, A とBを一体とみなして運動方程式を立てる。 (3)(4) Aにはたらく力を考え, Aについての運 動方程式から,カfを求める。(4)では, (3)の 結果を利用する。 (5) AがBからはなれるのは, f==0のときであ る。また,単振動におけるエネルギー保存の法 則では,運動エネルギーと復元力による位置エ ネルギーの和は一定である。復元力による位置 エネルギーは,つりあいの位置からの変位xを 用いて, kx?/2 と表される。 解説 方程式を立てると, B mg ma=f-mg f=m(g+a) S k m(g-M+m*) (4) このとき,Aは振動の端に達しており, (3) の式でx=roのとき, f=0になったと考えら れる。 0=m(g-M+m) k M+m ro= k (5) AがBからはなれるのは, f=0になるとき である。(4)の結果から, 変位x, は, (1) 装置全体 の力のつりあいから, kAl-(M+m)g=0 ARAI A M+m k X」=ro= B mg Mg はなれたときのA, Bの速さをvとする。 Bを V2 ro だけ押し下げてはなした直後と, AとB がはなれるときとでは, AとBの単振動のエネ ルギーの和は保存される。単振動におけるエネ ルギー保存の法則を用いると, A= M+m k (2) AとBを一体とみなす と,変位xのときに受ける 力は,図のように示される。 一体とした運動方程式を立 k(A1-x) A B mg Mgと ら(Z r=kx+(M+m)が てると, (M+m)a=k(4lーx)- (M+m)g X,と roに値を代入して, ひを求めると、 kAl-(M+m)g=0を用いて, a=- k M+m g リ= M+m k 第1章一

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Physics Senior High

物理です (3)番なんですが仕事の出し方が w =pΔvなのは何と無くわかるのですが 断熱変化なのにも関わらず、自分には定圧変化 のように見えてしまいます。しきがおかしくなるので違うのは分かるのですが理由が分かりません。 またこの時pvグラフはどうなるのでしょうか、一... Read More

鉛直に置かれた断面積Sのシリ ンダーに,温度Tの単原子分子理 想気体をn [mol] 入れ,なめらか に動く質量 Mのピストンでふたを しておく。ただし大気圧の効果は M m, m X M M 無視し,気体定数を R,重力加速 度の大きさをgとする。 等温過程 断熱過程 (1) シリンダーの底面からピスト ンまでの高さ と温度Tとの関係を,ピストンに作用する気体の圧力と重力とのつ りあいを考えて求めよ。 (2) ピストンの上に質量 m の分銅を静かにのせる。等温過程の場合について,ピスト x m ンの下がった距離をxとすると, h M+m であることを示せ。 (3) 前問で,断熱過程の場合には,ピストンの下がる過程で重力のする仕事により気体 の温度が上昇する。このときのピストンの下がった距離を y, 温度上昇を 4T とする AT_2 M+mn yであることを示せ。 と, T ニ 3 M h (4) 前問の断熱過程の結果として達成された平衡状態について,ピストンに作用する 力のつりあいを考えて,比-をピストンと分銅の質量で表せ。 h

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