この問題が分かりません 範囲は高1の物理です この問題の答えと解説をお願いします 出来れば､類題にも対応できるような公式的なものもお願いします

下部を細管でつないだ断面積がそれぞれS=0.10m², S2=0.40m²の円筒 容器A, B を鉛直に立て液体を入れて上部を軽くて滑らかに動くピストンで 封じた。 容器Bのピストン上に質量10kgの物体を置き、 容器Aのピストンに 大きさFの力を加えて同じ高さに保つとき、 Fの大きさは何Nか。 ただし、 重力加速度の大きさを10m/s2とする 物体 S1 Sz 液面高さ F

⑴でどうしてbが負になるのはダメなんですか? あと2枚目の写真でbが負になりません

150 ② 焦点距離 100cmの球面鏡の前方150cmのところで,その光軸に直立している身長 170cm の人が自 bが負になり× 分の正立全身像を見ている。 (1)この球面鏡の種類には、凹面鏡 凸面鏡の2つの可能性がある。凹面鏡, 凸面鏡それぞれの場合を考 え、この球面鏡はどちらであるか答えよ。 (2) 像のできる位置はどこか。 (3)できる像の大きさはいくらか。 Ib=150 b=60 = b - 100 b-150=-100名 (1) 凸 面鏡 (2)鏡の後方 60cm 60cmの位置 の位置 (3) 68 c cm 3点×3 【 計9点】 280 340 170× 68 +150 5

レンズの式でaは常に正だと思ってたんですけどaにならないことがありました。⑶です。どういう時にマイナスをつければいいですか?

では、球面 (3) 倍率は AA CC BB' CC' = AA' AA BB' 180 (1) 40 cm ( 1.0倍 a 27 b' 18 × × 2.7 = 80 〔倍] 2.25 (3)像の像、像の位置 L2 の右方 15cm (4) 1.5倍 指針 レンズの組み合わせの問題では,物体と像について 1つずつ レンズの式を適用していく。 解説 (1) 実像 BB' と L, との距離を6[cm] とすると, 物体 AA' と L」の距離αは α = 40〔cm〕 なので,レンズの式より, 1 1 1 の積となる。 倍率。 (1) 対物レンズにより物 体 AA' は像 (実像) BB' を つくる。 (2)像 BB' を接眼レンズ にとっての物体とみなすと, 接眼レンズにより、像 1 BB' は像 (虚像) CC' をつく る。 ゆえに,b=40〔cm〕 + 表される。 ると焦点距 40 b 20 求める倍率を m 7 [倍] とすると,m=1/2/1より. b 40 m₁ == =1.0〔倍] 40 (3)像CC′とL2との距離を6' 〔cm〕 として, L2 についてのレ ンズの式を + 1 1 a' b' 1 f' 180 (3) L による像がL2 の後方に位置することに注 ーとおく。 (1)の結果より, 像BB' は 3 つけ p.109 L2 の後方 10 cm にあるので,α' = -10〔cm〕, L2は凹レンズ なので,f -30〔cm〕 であるから, + 1 1 1 -10 b' -30 ゆえに,6′=15(>0)〔cm〕 よって、実像がL2の右方 15cmの位置にで きる。 目する。 組み合わせレンズ では、2つ目以降のレンズ にレンズの式を適用すると き物体がレンズの後方に あると考えることがある。 30cm Lv -10cm -b' (4)総合倍率は,それぞれのレンズでの倍率の 積であるから,(2)より m=mx 15 =1.0× = 1.5 〔倍] -10 A 40cm 40cm (2つのレンズ付近を拡大 した図) L2 L2の後方10cm (d=-10) の点Pのところに光が集 まるようになる。この点P を虚光源ということがある。

bって、なぜ1/2Nになるんですか？💦

歯車 G M 半透明鏡 S 0 P |d→ 353 フィゾーの光速測定 次の文の( )に適する式を入れよ。 図は,フィゾーの光速測定の装置であり, 光源から出 た光は半透明鏡Sで反射し、 回転している歯車G の歯 と歯のすき間を位置Pで通った後, 鏡Mで反射される。 Gの回転がゆっくりであれば, M からの反射光は再び同 じすき間を通った後, Sを通過して位置 0 で観測される。 I.MG 間の距離を d〔m〕, 光の速さを c[m/s]とすると, ・光源 光が MG間を往復する時間は(a)[s]である。 Ⅱ.Gの歯の数 (およびすき間の数) を N個, Gの回転数をn 〔回/s] とする。位置P に歯のすき間がきたときから, そのすぐとなりの歯が位置Pにくるまでに,Gは b) 回転する。その回転に要する時間は(c)〔s〕である。 Ⅲ. nを徐々に大きくしてno にすると, M からの反射光がGの歯にさえぎられて観 測されなくなる。 このときの no, d, N を用いて, c = (d) [m/s] と表される。

（2）の解説がよく分かりません、 解説お願いします🙇‍♀️

か。 る。 方に倒立 m の倒 象は物 が、 光源 172 光の速さの測定 フィゾーは 次のような方法で光の速さの測定をした。 光源を出た光は歯車のすき間を通過し, 歯車から/[m] 遠方の反射鏡Cに達する。 光はCで反射されて同じ道をもどり,再 び歯車に達する。 歯車の回転が遅いと光 は同じすき間を通るので明るく見える。 しかし、歯車の回転数を徐々に増してい くと、反射光は隣の歯にさえぎられて見えなくなる。 歯数 に回転させたときに初めて反射光が見えなくなったとする。 回転が遅いと き同じすき間 を通る。 回転が速いと 次の歯でさえ ぎられる。 反射鏡 さらに回転が 速くなると, 次のすき間を 通る。 1秒間 個の歯車を使って, (1) 歯車が1回転するのにかかる時間 T [s] を, nを用いて表せ。 (2) 光が距離 21 [m] 進む間に歯車は何回転するか。 m を用いて表せ。 (3) 光が距離 21 [m] 進むのに要する時間 t [s] を, n, m を用いて表せ。 (4) 光の速さc [m/s] を n,m, lを用いて表せ。

なぜ法線のずれもθなのですか？

329 光の反射■ 図のように, 光が平面鏡に入射している とき, 平面鏡を角0だけ回転させた。 鏡を回転させた後の反射 光線は,もとの反射光線の方向からどれだけずれた方向へ進む か。 空中の空気

【物理光の性質】垂直に入射してSに戻る想像ができず よくわかりません。図で教えてくださる方いませんか？

であ 33 必解 276 フーコーの光速測定 右図のような点を中心に回転 できる平面鏡 M, と, 0 を中心とする半径L [m]の球面鏡 M2 th がある。 LITOO M2 ① 20 m+E -L- (1) M, を固定して点Sから光線を0に入射させると、M1, M2 で反射した光線はどこに戻るか。 また M, を0 [°] だけ 回転した位置 (右図の破線) に固定したときはどうか。 ( 2 S を出た光が, M, で反射してからMに達し、再びMに戻ってくるまでに M, が [°] だけ回転したとき, M, に戻ってきた光線は, M, で反射した後にどう進むか｡ (3) M, 1s間に回転させる。 Sから出OM2 を往復し、再びM, で反射された光 線が OS となす角度をα[°] として, 光速 c[m/s] を n, L, α を用いて表せ。 20=d M1 te

【光の屈折】 ①これの臨界角i とはどこのことですか？ 角rの違いと分かりません。 ②CA面への入射角が60度だから全反射起こる理由も分かりません。 ③そして2枚目の続き写真なんですけど、どっちに屈折するのかどうやってわかるんですか？

例題20 光線の経路 空気中に屈折率が、2の透明な物質でできているプリズ ム ABCがある。 このプリズムのAB面に垂直に入射した 光線の経路を作図せよ。 ただし, AB面で反射した光や プリズム内で2回以上反射した光は考えなくてよい。 ●)センサー852回目はん 屈折の法則 sin i N₂ sin r n1 n : 物質 2 : 物質 臨界角 2 sin io=112 = n12 8 第Ⅲ部 波 の絶対屈折率 の絶対屈折率 N₂ √√2-sini 3.0 x 10+ 3.0 x 10° ■解答 屈折率 n =√2より 臨界角を 求めると. 大きい小さい 全反射 Sikz sin 30° 277 278 279 280 282 283 A 160° sin i = よって, i = 45° CA面への入射角が60°(>i) だから、 全反射が起こる。 BC面で屈折の法則より ゆえに, sinr= 1 √2 A 15.0×10°[m] B 60 ( 1 Sin sin √2h よって, r=45° なので、上図のような経路となる。 13 30% 30°p 30° -30° STOP

【物理、光の性質、フィゾーの光速測定】 2枚目に書いたんですけど、これが質問です。 ずっと考えても調べても出てきませんでした。 教えて欲しいです

例題 フィゾーの光速測定 AP₁ ・ゾーは、右図のような装置を用いて, 初めて地球上で光速を測定した。最初,歯車 止まっているときには、歯の間を光が通り, 遠くにある平面鏡に反射して再び歯の間を通 り抜けて戻ってくる。歯車を回転させると, 光が反射して戻ってくる間に歯が動くので 回転数を上げていてことで反射光が歯に遮ら れてしだいに暗くなる。 さらに回転を速くし ていくと,再び明るく見えるようになり, 最 でも明るくなるときの回数から光速が求められる。 いま 歯数4000の歯車を用い ると、回転数が毎秒201 回転数が毎秒20回になったときに初めて最も明るくなり、光速の値として /3.0 x 10°m/s が得られた。 歯車と平面鏡との間の距離はいくらか。 Plate UTA 2 反射光が一度暗くなって再 び明るくなるのは, 歯が1コマ 分だけずれたことによる。 センサー 84 フィジーの光速測定 歯がコマ分回転した時 間と、光が歯と平面鏡と の間を1復めた時間とが 4個/IS 1849年,8.6kmの距離に光を往復させて光速測定を行った。 1960 半線の奴 光源 3.0×10+ S 観測者 解答 反射光が最も明るく見えるのは、歯 車の歯が1コマ動く間に, 光が歯車から 平面鏡までの距離L [m]の区間を1往復 2L 3.0×10° ハーフミラー このときするときである。 光の通り道を1s間に 通過する歯の数は、 1000×30=3.0×10 [個/s] 歯車の歯が1コマ動くのに要する時間は、 るから、 1 id H 歯車 V ･276 1 3.0×10^ 平面鏡 1コマ 光 sであ NA-AM ゆえに, L = 5.0×10'[m〕

力積の考え方がわかりません （力の大きさ）=（一回の反射による力積）（一秒間に入射する光子の数）がわかりません そもそも瞬間的な衝突にたいして時間tを持ち込む感覚がわかりません

解答 (1) 2h 入 (2) E入 he (3) h 指針 波長の光の光子は,運動量ｶ= =1/7. エネルギーE= 9 入 (光子の数)=- 2E C もつ。光子が鏡で反射するときのようすは、気体の分子運動論と同様に 考えることができる。 解説 (1) 図のように, 光子が鏡で反 射したとする。 右向きを正とすると,鏡 で反射するときの光子の運動量の変化は. 光の波長を用いて, = (光のエネルギー) (光子1個のエネルギー) 反射前 hc 入 h 反射後 / 2 h 2h (-1/2) - ^ /- = - 入 入 光子の運動量の変化は, 光子が受けた力積に相当する。 作用・反作用 の法則から、光子が鏡におよぼす力積は,光子が鏡から受けた力積と 2h 逆向きで同じ大きさとなる。 したがって, 求める力積の大きさは である。 入 2h EX 2E × 入 hc C ◆正の向き 鏡| //* hc (2) 光子1個のエネルギーは なので, 1秒間に入射する光子の数 入 を m E EX hc hc 入 (3) 鏡が受ける力の大きさは,鏡が単位時間あたりに受ける力積の大 きさに等しい。 (1), (2) の結果を用いて, ( 力の大きさ) (1回の反射による力積) × (1秒間に入射する光子の数) とを 用して, 数値を2乗の に整理している。 ○反射した後の光子は 向き(負の向き)に進み、 運動量は負となり, と表される。 気体の分子運動論と じように考えることが きる｡ ●Eは、鏡の単位面積あ たりに毎秒入射する光の エネルギーである。 395