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Physics Senior High

この問題に関して質問です。 (ハ)の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか? 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている。 その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

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Physics Undergraduate

量子力学の教科書で「非相対論的な計算では付加定数を適当に取るのでε=hνから求めたνの値にはあまり意味がない」とはどう言う意味ですか? この教科書ではεをエネルギー、hをプランク定数、νを振動数としています。

12 p=√2meV となり (1) の第2式から陰極線の波 長入は 1 量子力学の誕生 h h Þ √2me V と計算されることがわかる. me に数値を代入すれば, i= 入= 150 A (1Å=10-10m) V 14 1-8図 Si 単結晶 (111) 表面の低速電子 線回折写真(入射エネルギー 43eV) ( 村田好正氏 (東京大学名誉教授) によ る) となる. V~100Vの程度では陰極線 の波長は1Åの程度になる. この程度の波長の彼ならば, X線と 同様に, 結晶内に規則正しく並んだ原 子によって回折現象を起こすはずである. 事実 , アメリカのデヴィッスンと ガーマーはニッケルの単結晶で電子線を反射させ,X線のときと同様な干渉 図形を得た (1927年). また, わが国の菊池正士は薄い雲母膜で, イギリスの トムソンは薄い金属膜で,電子線の回折像を得て,ド・ブロイの予言の正し いことを実験的に立証した. ド・ブロイの原論文では,相対論的考察が用いられているが,p=h/入は 以下の非相対論的な議論でもそのまま使われるエネルギーの方は,普通の 非相対論的な計算では付加定数を適当にとるので,ε= hv から求めたの値 そのものにはあまり意味がない. しかし、 実際に測定値と比較されるのはい つもショー vmという差の形になるので、不定の付加定数を気にする必要はない. §1.4 波動力学の形成 よく知られているように張られた弦や膜とか管内の空気の振動のように 有限の範囲内に局在する波は定常波 (固有振動) をつくり, そのときの振動 数 5

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World history Senior High

誰か助けてください

第5章 2 国際平和と安全保障 【パリ講和会議と国際連盟の成立】 □1.1919年1月に始まった第一次世界大戦の講和会議(=① アメリカ合衆国大統領の(② いて公正な講和の実現を呼びかけた。 □ 2. ドイツと連合国の講和条約 (③ ばいしょう では、巨額の賠償金の 支払い、 植民地の放棄、 軍備の制限がドイツに課された。 また、アルザスと ロレーヌは (④ に割譲され、 ラインラントが非武装化された。 かつじょう の理念にもとづき、 □3.パリ講和会議では、「十四ヵ条」 に含まれた (⑤ ポーランド・フィンランド・チェコスロヴァキア・ユーゴスラヴィア・ハン ガリーなどの独立を承認したが、 諸民族が混住する中央・東ヨーロッパ地域 に国境線を引いた結果、各国は少数民族の問題を抱えることとなった。 □4. パリ講和会議では、アジア・アフリカ地域については (⑥ の発想 が優位を占め、 オスマン帝国の統治下にあったアラブ地域はイギリスとフラ ンスのドイツの植民地であった赤道以北の南洋諸島は日本の (⑥) 領となっ た。 □ 5. アジア・アフリカの人々はパリ講和会議の結果に失望し、 朝鮮の (⑦ など、各地で抗議運動をおこした。 や中国の ( ⑧ □6. 「十四カ条」にもとづき国際平和機構として (⑨ )が創設され、 イギ リス・フランス・イタリア 日本が (1⑩0 カが参加せず、ドイツやソヴィエト=ロシアは排除された。 □7 (⑨) は、経済制裁はおこなえたが、 ( ⑩ ) 制裁の手段はもたなかった。 また、議決の方法は総会での全会一致であった。 □8. パリ講和会議によって定まった、ドイツへの処遇や、新たな独立国の承認、 国際連盟の成立などを、全体として (12 _ ) 体制と呼ぶ。 【ワシントン会議】 □9. アジア・太平洋地域の戦後秩序の確立のため、 1921~22年にワシントン会 議が開かれた。 この会議で成立した国際秩序を(13) 体制と呼ぶ。 とうしょ □10. アメリカ イギリス 日本・フランスのあいだに太平洋の島嶼の現状維持 を定めた (⑩4 が結ばれ、これにともない (15 は解消 された。 □ 11. アメリカ・イギリス 日本 フランス イタリアのあいだに (⑩6 では )が、 「十四カ条」 の平和原則にもとづ となった。 なお、アメリ __) が結ばれ、 アメリカ・イギリス 日本のあいだで主力艦の保有比率が 5:5:3と定められた。 は、中国の主権の尊重を定めるとともに、 □12. 中国についての (⑩7 経済上の ( 18 【1920年代の西ヨーロッパ諸国】 □13. イギリスでは、第一次世界大戦で総力戦を担った国民のあいだに権利意識 が高まり、大戦末期の1918年、 男性 (19) 選挙が導入されるとともに、 女 性参政権も認められた。 1924年には初の労働党政権が実現した。 . 機会均等の原則も約束された。 1 2 3 4 5 6 8 9 10 12 13 (14) 15 16 18 19 パリ構秘会議 ウィルソン 十四条

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