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物理 高校生

経路差と光路差についてです。 光路差の場合ADとECの長さはひとしいのみなせるのでDBCの長さを取ってるのは分かりますが、経路差の場合ADとECは断然違うのにDBCの長さのみで議論してるのは何故ですか。

/新率が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 1 6, この薄膜に入射角iで入射させた。 /) 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。 | )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rを用いてそれぞれ表せ。 | 8) (2)で, 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。 図のよ E A 薄膜 D 屈折率n 物質 B | 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。 R 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 出が変化する。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° 圏 (1)点C:屈折率小の媒質から屈折率大 の媒質へ入射する場合なので, 反 射の際,位相は逆になる。 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。 (2) 図より 経路差 (3)点Bと点Cの反射で,ともに位相が逆に なるので,暗く見えるための条件式を,光 路差で考えれば 2nd cos r= (m=0, 1, 2, …) 1)A 「注経路差では 2dcosr={ m+ 同性土 → 2/n (4) r=0° より cosr=1 だから, ①式より 大BC? =DC 2nd-(m D =2d cosr 光路差 最小の膜の厚さは, m=0 より よって d=A 4n =n×経路差 2nd= 2 =2nd cos r OINT 強めあい·弱めあいの条件式 ●経路差で書くとき…膜中の波長を用いる プロ路差で書くとき…真空中(または空気中)の波長を用いる

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物理 高校生

質問です。 問3の解答の波線部の意味がわかりません。 どなたかわかりやすく教えてくれますか?

23] 次の各設問の 号を,それぞれの解答群から選べ。 に該当する答えの番 図に示すように,点0を中心とする半径 Rの硬い一様な円板がある。この円板には, B (上から見た図) 点Aで内接し、点Dを中心とする半径っR の円形の穴が開いている。円板の厚さはd で密度はoとする。 間1 円板の重心の位置は,r=| Tb)]である。ここで,内接点Aを原点 とし点0を通る軸をg軸,これに直交する 軸をむ軸とする。図示する矢印の向きが正である。 R D A (a)|, リ= (横から見た図) (a)の解答群 1 2 R 20 3 0 π 10 4 -R 5) R 24 32 (b)の解答群 2元 10 R 3元 8 R 7 R 7 5 6 (3 R 8 問2 円板は,内接点Aと,y= -Rの線分が円周と交わる点B, Cの3点で、自然の 長さ1,ばね定数々が共に同じ3つのばねで支えられている。ばねの根元は同一水平 面に固定されている。円板が点 A, B, Cで受けるばねの弾性力カは, それぞれ (C)×TgR°dp. ずかに傾く。gは重力加速度の大きさである。 (C), (d), (e)の解答群 ( ×TgR°do, (e]×TgR°doになり, 円板は水平面からわ 7 11 4) 36 8 6 27 1 1 2 1 24 3 4 32 9 3 (8 同3 円板上に1つのできるだけ軽いおもりをのせ, 傾いている円板を水平にさせるた (f)|×TR°dp のおもりを, z=| (. リ=(h)]の位置にのせてや めには,質量 ればよい。 (f)の解答群 3 6 5 (2 8 9 第1編 力学

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物理 高校生

(1)のグラフなのですが、ab間の変化度合いの方がcd間の変化度合いより大きい理由を教えて欲しいです。

A→B よって Eント 69 (気体の状態変化と熱効率〉 Q 「DV=ー定」はアソンの法則といい, 理想気体の状態方程式 「V=nRT」 よりpを消去すると, nRT - =ー定 と表せるがnとRが定数であることから, ポアソンの法則は「TV7-!=ー定」 とも表せる。 (2) 状態。 Pa V (1) a→b, c-dは かV'=一定, b→c, d→aは V=一定 であるので図a a のようになる。 A→B (2)断熱変化では熱を吸収, 放出しないので, 熱を吸収, 放出するのは定積変化 であるb→c, d→aとなる。 b→cについて, 定積変化なので, 気体は仕事をしない。気体が吸収した熱 量をQbc とおくと, 熱力学第一法則より Qbc=Cv(Tc-T.)+0※A← Te< To より Qbc <0 となるので放熱しており, その熱量は Cv(T,-T.) d→aについて, b→cのときと同様に, 気体が吸収した熱量をQaa とおく と,熱力学第一法則より Qan= Cv(Ta-T.)+0 T> Ta より Qan>0 となるので吸熱しており, その熱量は Cv(T.-Ta) (3)気体が仕事をしたのはa→bとc→d。 断熱変化なので, 気体がした仕事 をそれぞれ Wab, Wed とおくと熱力学第一法則 「Q=4U+WLた」 より a→b:0=Cv(T,-T.)+Wab c→d:0=Cv(Ta-T)+Wed よって W=Wab+ Wed=Cv(T.-T,+Tc-Ta) (4)「カV=一定」, 理想気体の状態方程式 「かV=nRT」より ルルの P, d B→C. 圧変化 0 B→C V。 V。 Vェ 2T 図a 合※A 単原子分子理想気体 の内部エネルギーの変化』 ゆえに は また,定 AU=nCy4T WLた よって したがっ nRT -V=一定 (4) C→Dほ D→Aは よって TV'-1=一定 V ゆえにa→b, c→dの断熱変化について a→b:T.V27-=T,V,"-! c→d:T.Vi7-1= T』V2"-1 Wした 令※B 気体が吸収した製 Qin, 放出した熱量 Qa, 気 がした仕事 Wの間には W=Qm-Qout が成りたち,熱効率eは よって レ V\ア-1 したがって, ①, ②式より (-)- Ta_Ta To T。 (5) A→B(定 D(定積変1 張)は熱量 (5)熱効率eは, 吸収した熱量に対する仕事の比なので, (2), (3)より Ta- To+ To-Ta_1- W e= Qa W To- T。※B← Ta-Ta e=- Qm を放出して Ta- Ta ここで0, 2式より と書けるので eミ 1Qcl Tュ-Teー) e=1- Qaa (T-T)V7-1=(Ta-Ta)V2"-! よって T-T。 =1-テ-T。 Ta- V-1 3 2 ゆえに e=1- としてもよい。 74 物理重要問題集 ()

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物理 高校生

(15)から(16)の間にかけて行う、「観測者が観測する振動数f‘はV=f’λ‘から…」というところのVはなぜここでもドップラー効果がない時と同じ速さを使えるのですか? 私個人が思うには、音波の速さは媒質にしか依存しないために、音源がどれだけ早く動こうとも媒質の条件が同じで... 続きを読む

式(13)·(14)の導き方 音波の伝わる速さは, 音源の速度に関係しない。したがって, 音源が位置Aを通過するときに出した音は, 時間 t[s] が経過したとき, Aを中心とし た半径 Vt [m]の円周上の点C, Dまで広がっている。一方, 音源が時間 t[s] の間に点 Bまで進んだとすると, AB間の距離は Ust [m]である。 振動数 f[Hz]の音源は, 1秒間にf個の波を出す。したがって, 時間t[s] の間には, ft 個の波を出している。この波は,音源の前方では BC間にあり,距離 Vt-ust[m] の間に,ft 個の波が存在することになる。その波長X[m]は, Vt-ust Vー Us V-Us …(15) ニ ft f となる。観測者が観測する振動数f(Hz]は, V=f"Xから, 次式で表される。 f=ーマー V V -f V-Us …(16) 音源が静止した観測者から遠ざかる場合の波長と振動数も,それぞれ式(13), (14) で表される。このとき, 音源から観測者に向かう向きが正であり, Us<0となる。 い 70r10 の喜を連続して出し

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