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Physics Senior High

分かる方お願いします。。。

第3 問 (配上 32 下図のような装置で陽イオンの運動を考える。イオン源から出た質旦、 電気量 (> 0) の陽イオンが, 極板Aの穴を通り z軸に沿って加速され、極板Aと極板Bの 穴を通退する。 その後、陽イオンは平行極板CD間に入射し. 軌道が図のように?軸 の正の向きに曲がり、 極板Cに衝突することなくCD間を出る。CD間を出ると陽イ オンは直進してz軸に垂直なスクリーンSに達する。極板AとB 行で 間請はヵュ である。また, Bは接地され、AB間の電位差の大きさは直流電源あめによりY」(>0) になっている。 一方.平行本板CDの剛隔はgdで, Dは接地され、 CD問の電位差の 大きさは直流電源《⑮により Vs(> 0)になっている。 陽イオンが運動する空間の電場 はAB間とCD聞にのみ存在し. それぞれ一様で、AB則ではz方1 方向に生しているものとする。図のように 。 CD 問では 。平行醒板CD の長きは了。, その右端から スクリーンSまでの距離はと。とする。また. 陽イオンは, CD間で軌道が曲がらなけ ればCD庫の中央をz軸に沿って直進し、スク* ン8上の=0の点に倍する。図 の装置全体は真空中にあるとし. 陽イオンが受け る重力は無視して以下の問いに答え よ。 引] 直流電 (@はAB間で陽イオンの速さが増加するよう はCD半 続きれている。 (1) 極板Aには、電源のの正極と負極のどちらがつをがっているか。また。 大板 でCには, 電源の正極と負極のどちらがつながっているみ。 では陽イオンの切道がy軸の正の向きに曲がるようにそれぞれ [B] Aの穴を通過するときの陽イオ ンの速さを無視して以下の問いに答えよ。 (の AB則の生協の大ききを求めよ。 | (3) 陽イオンがAの穴からBの穴に達するまでの間に, 電場から される仕事を来 めよ。 また, Bの穴を通るときの幅イオンの速さ pp を求めよ。 (4) CD 韻における陽イオンの加速度の大きさを求めよ。 | (⑮) 図の9は CD 間を出た後の陽イオンの雪遺のz 轄に対する叙きである< tan 9 を求めよ。また, CD 間を出るときの陽イオンのヵ族標 ヵ」 を求めよ。い | ずれも ?s を用いてもよい。 (6) 陽イオンが達するスクリーンS上の点の座標y。 をtan 9 。 を用いて 表せ。 (⑦) 陸イオンの質量 mn が2倍になると. ps の値. およびAの人欠を通ってからス リーン S に達するまでにかかる時間はそれぞれ何倍にをるか。 [C] 実際には。 馬イオンが達するスクリーンS上の点のヶ座娠はy。とys 2の 間に分布した。 これは、ムの穴を通過するときの陽イオンの運動エネルギーが9 から たas の間に分布しているからである。 8) Kaxをm 9 居、 の 、 7 4ぁ。 の中から必要なものを用い て表せ。ただし, ss は(3)の仕事に比べて十分に小さいとし, 団 が1に比べ て二分に小さい場合に成り立つ近似式1+。呈 ー = を用いよ。

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Physics Senior High

(ス)でなんでP(L)の方にNmgがかかってるんですか? まずNコの単原子分子が下にmgかかってるって考えてもいいんですか?いろんな方向に動いてるイメージなんですけど…

人チの天化 49 605.方体内の気体分子の を合計入したと ST 2 人分子 上 してい3。 田1のように押すは和香とくし条を 個の質基がG@Zkg) の原子分3 8 2 から に下な昌面Aが受ける圧力を孝える。容の200の2 人0 で一定であり。 分子どうしの牧和は押析する。 Kg (mo,人体定数を @(J/(mol・KO) 重力加遂放の大き き4のmeの とする。 次の文章中の[アアコー[モ] 適切数式または委條を入れよ。 (⑪ 初めに重力が作用していない場合 5 0 いて考える。 ある 1 個の分子の 輪方向の速度の Mom とすると 分子が層面人と史作衝突したときに科面Aが分子から受ける カ才はビアゴ(N's) である。 分子が生面ムと復突してから次に昔面んと衝突するまでの 膨はイコ(s) であるため。 分子は時間 2(e) のに。 生還Aとピコ還和科る。 したがって, 時間 2の間に聖画Aが受ける力季は記](Nrs) となり。1個の分子によ って葉面Aが受けるカアはチーxo(N) とる輸における達度上分の 2 系 gy を用いて 表せる。 か個分子によって休面Aが受ける力 な(N) については すべての分子不規昌 に運動をしており, 速度成分の 2 乗平均はどの成分についても等しいので。 W 個の分子の 館度の2生平均[m'/Sり) を用いてカコと表せる。以上から。 圧力はキーゴコ(NVmリ となる。また, 圧力の式人と状態方程式から, 記はカ、 MA。 た. の を用いでビク となり. 気体の内部エネルギー び(J) は WWA。 が。 のを用いでテー] となることがわかる。 (⑫ <起の負の向きに一様な重力が作用している場合。傘回 』 内の気体の宏と圧力に勾配が生じる。図2のように。 容 ya 器の底からはかった高きを@【m)〕 とし, 高き々における気 ーー SD とする。 < 1 か5のぢ[m) だけ高い所を人<エアXXm) とし 斉き々にお O ーー ける厚さ 2z。 断面穂のの気柱について考えると。高を 較2 (<+2) における気体の圧力 P/(々2)(N/m) は, 気柱内における気体の審度の勾配が 無視できるはど 2z が小さいとき, ア(<)。 9(<)。2z などを用いで と近似できる。 また。 容器内の気体は単原子分子理想気体であるため。g(<) は (<) となどを用いで 人全] と表せる。以上から, 気体Imol 当たりの質恒が4.0X10-ikg/mol 温度が300K であるとき。 か(zキ2<) が P(z) と比べて0.010% だけ小きくなるよう な高さの差は。 3J/(mel-) gp=9.8m/“ とすると。 有効字2桁でim NR 有り m

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