この全ての問題の答えわかる方いらっしゃいましたら教えて欲しいです！

問題4 図のように、 直線部 AB, CD に半円部を組み合わせた形の走路の上を, 振動数 んの音を出しながら一定の速さで反時計まわりにまわっている車がある。 観測者 が一方の半円部の中心Pにいて、車からの音を聞いている。 問 | 観測者に聞こえる音について, 述べた文のうち誤っているものを、 次の①~④ のうちから一つ選べ。 D ①AB間では、車は点Pから遠ざかるので、 そのとき車の出す音は振動数の 音より低く聞こえる。 ② BC間では、車は点Pから遠ざかりも近づきもしないので,そのとき車の出す 音は一定の高さで聞こえる。 ③ CD間では、 車は点Pに近づくので、そのとき車の出す音は振動数fの音より高く聞こえる。 ④ DA間では, 車は点Pから遠ざかりも近づきもしないので,そのとき車の出す音は一定の高さで聞こえる。 問2 車が走路を2周するとき、 観測者に聞こえる音の振動数 ~④のうちから一つ選べ。 fと の差AFFの時間変化を表すグラフとして最も適当なものを、次の① 問題5 図(a)のように,2枚の平面ガラス板に細長い円柱をはさんでくさ び形の空気層をつくり, 単色光を真上から入射させた。 真上から 見ると図(b)のような等間隔の明暗の干渉縞が観測された。 干渉 稿は図 (c) に模式的に示すように、 くさび形の空気層の上下の境 界面からの2つの反射光の干渉によって生じる。 この装置を使っ て、細長い円柱の直径を測定することができる。 問1 オレンジ色の単色光(空気中での波長5.9×10-7m) を用い て、ある細長い円柱の直径を測定する実験を行った。 このとき, 上に置いたガラス板の左端と円柱の間に観測された干渉縞の 明線の本数は全部で210 本であった。 この円柱の直径は何 mm か。 最も適当な数値を、 次の①~⑥ のうちから一つ選べ。 ⑩ 1.2 ② 0.62 ③ 0.12 ④ 0.062 ⑤ 0.012 [⑥] ? M M m ti [時間 [時間] [時間] 0.0062 3 B 反射光 入射光 細長い円柱 問2 次の文章中の空欄 アイの中に入れる語句として最も適当なものを、 下の①~③のうちからそれぞれ一つ選べ。 ただし、同じものを繰 り返し選んでもよい。 なお, 「水で満たす前」とは,問の場合を指す。 この実験で、単色光をオレンジ色から青色に変えたとき、 干渉縞の数はア。次に, 単色光をオレンジ色にもどしてくさび形の空気層を水で 満たしたときに、やはり干渉縞が観測された。 このとき、干渉縞の数は水で満たす前と比べてイ ① 増加した ② 減少した ③ 変わらなかった

問題文の「一定の速さで」は8秒間だけのことだと思っていたのですが、なぜ最初の6秒間にも、８秒後の場合にも使うことができるのですが？

2基高さ144mの高層ビルの屋上までエレベーターで昇った。 はじ め地上で静止していたエレベーターは,最初の6秒間は一定の加速度 α で、次の8秒間は一定の速さで上昇して高さ99m まで達し, あとは一 定の加速度で減速しながら上昇して屋上に着いた。 (1) 最初の6秒までのエレベーターの高さと速さを, α と出発か らの時間tを用いてそれぞれ文字式で表せ。 (2) 加速度αはいくらか。 (3) 一定の速さで上昇した距離はいくらか。 (4) 減速のときの加速度はいくらか。 上向きを正として答えよ。 (5) エレベーターは地上から屋上まで昇るのに全部でどれだけの時間を 要したか。 (大阪電通大)

光の干渉に関する問題です。 問4のVの向きがx方向正の向きになる理由が知りたいです。 よろしくお願いします。

次の文を読み、以下の問いに答えよ.して 身近にあるものを使って光の実験を行うため、次のA,B,Cを準備した。 A: 透明なアクリル樹脂の平板(厚み 5.0mm) を2枚重ねて留め具で固定したもの B:牛乳を少量混ぜて少し白濁させた水を入れた透明なペットボトル AMA C: レーザーポインター (波長532nmの緑色レーザー光を出す. 1nm =1×10~9 部屋を暗くしてBのペットボトルにCのレーザーポインターが発する光線を入射して みると, 液体全体が淡い緑色に光った. これは,水を白濁させている粒子によって入射し | され,いろいろな向きに進む光を生じた結果と考えられる 次に,図1のように B の光るペットボトルを A のアクリル板に映してみると,ペット ボトルの像に重なって明暗の縞(しま)模様が見えた.Aに対するBからの光の入射角と反 射角がほぼ0であるような配置で観察すると,図2に示す楕円のような形をした縞模様が 見えた.このとき,アクリル板どうしが密着するようにAを両面から指で押すと,縞模様 の位置や形に変化が生じた.アクリル板1枚だけを用いて実験した場合には縞模様は現れ なかった. B C 図 1 I 図2 cook m) このような縞模様が現れた原因として,2枚のアクリル板の間に薄い空気層があり,空 気層の厚さが場所によって変化していることが考えられる.図3のように、アクリル板1 の中を進んできた入射光は,一部が空気層との境界Iで反射され、残りの一部が空気層に 進みアクリル板2との境界Jで反射される。観測者はこれら2つの反射光の重ね合わせを 見ることになるが, 2つの反射光には経路差による位相の差が生じている.また, 空気と アクリル樹脂の屈折率はそれぞれ 1.0 と 1.5 なので イで反射するときにウ [rad] の位相の差が加わる.このように, 複数の波動が重なり合い特定の場所で強め合う (または弱め合う)現象を という.

下線部の計算が答えではlλ／2hになるはずなのですが、どうしても+1が出てきてしまいます。 どこが間違っているか見つけられません。 教えて欲しいです！！🙇‍♂️

365 くさび形空気層図のように, ガラス 板 A,Bの一端を点0で接触させ, 点Oから 距離lの位置に厚さんの薄い物体をはさむ。 真上から波長入の単色光を入射させ,これを上 方から観察したところ, A の下面で反射した光 とBの上面で反射した光が干渉し, 明暗の等 間隔の縞模様が見られた。 点0 から距離 xだけ離れた点 Pでの空気層の厚さをdと する。また, ガラスの屈折率は空気の屈折率より大きいとする。 (1) dをl, h, x を用いて表せ。 Om DIXO.AS 間の ENAUSL ➡4 -X- JP A dh B FONDO SO (2) 点Pで明線が現れる条件式を, lh, x,入,mm=0,1,2, ･･･) を用いて表せ。 (3) 明線の間隔 4x を, l, h, 入を用いて表せ。 (4) 定性 次の各場合に, 明線の間隔はどうなるか。 ① 単色光の波長を短くする。 (5) 20cm,i=6.0×10mのとき, 4x = 0.50mm であった。 んは何mか。ia ヒント (1) 三角形の相似を利用する。 (4) (3)の結果をもとに判断する。 ②物体をより薄いものに取り換える。

位相がずれるずれないの話は理解できるのですが、なぜずれない方が暗線で、ずれる方が明線なんでしょうか？ πずれる方が明線、ずれない方が安全な理由を教えてください。

「ック板にすると、 (3)の答えはどうなるか。 屈折率 1,00) 中に厚さdの膜がある。 空気中で 射させたところ, 膜での屈折角がとなった。 する光①と、点Oから入射して映下部の境界 ANTAR 位相は 変化しない 平面ガラス 平面ガラス of 10 入射光 ②干渉の条件式 図91 で, 干渉す ① 光 ② の経路差は, 空気層の 厚さがdのとき 2d となる。 また、 Op.94 Zoom 光①は, 屈折率の大きい媒質(ガラ ス) から入射し,屈折率の小さい媒 質 (空気) との境界面で反射するので, 位相は変化しない。 一方, 光②は, 屈折率の小さい媒質 (空気) から入射し、 屈折率の大きい媒質(ガラス) と の境界面で反射するので、位相がだけ(半波長分) 変化する。 以上より, 単色光の波長を とすると、干渉の条件式は次のようになる。 明線 : 2d=(m+/1/2)^ (m= 0, 1, 2, ...) 暗線: 2d = m入 (m = 0, 1, 2, ...) 解点P, Qを隣りあう明線の位置とする。 これらの位置での空気層の厚さの差を |4d[m]とすると, 2点間の経路差の違 いは24dであり, これが1波長分に 等しいので 244 ene BA 224 右図のよう した。 SIS2= SP を P -①,②の光が 干渉する 位相はずれる ①図91 くさび形空気層における光の 干渉光②は空気層を往復する分 経路 が光① より 24 だけ長い。 例題 16 くさび形空気層における光の干渉 2枚の平面ガラスを重ねて, ガラスが |接している点Oからの距離L[m] の位 置に厚さD[m]の薄い紙をはさむ｡ 真 10 上から波長[m] の光を当てて上から L 見ると,明暗の縞が見えた。 このとき, 縞の間隔 4x [m] を求めよ。 Q (59) (60) Ad

(2)の解き方で、3枚目の自分の解釈は何が違うのでしょうか？ 解説を見てもイマイチ理解できません。

217. レンズのコーティング をおさえるために,表面に薄膜がつけられている。屈折率 天 1.8のレンズの表面に,それよりも小さい屈折率n(>1)の薄 膜をつけ,波長aの光を垂直に入射させる。m=0, 1, 2, … として,次の各問に答えよ。 (1) 反射光が弱めあっているとき, 薄膜の厚さdをn, 入, m を用いて表せ。 をの (2)(1)のとき,薄膜を透過する光は強めあっているか, 弱めあっているか。 (3) n=1.4, A=5.6×10-7mのとき,透過光が強めあう最小のdを求めよ。→例頭33 めがねのレンズは,光の反射 | 反射光 空気 薄膜 直に波長み レンズ 透過光 ン SSS

どうして縞間隔が大きくなると空気層の厚さが減るんですか？原理が分かりません💦

求めればよい。v=Sa きの屈折率で, 入射 |3 精密に平面状に磨いたガラス円板 2枚を用いて相対する2面 A, Bを 互いに平行に重ねるため,1図 (a), (b)のように厚さのほぼ等しい3個の 小さい物体を1枚目の円板の上に置 き,その上から2枚目の円板を重ね て置いた。円板の上方から波長 Q.6 um の単色光を当てたところ, 1図(b)のような直線状の 10 本の暗 線をもつ縞模様が現れた。きらにガ ラス円板の間にはさんだ小物体が弾 性体であることを利用して,1図(a) のP点を上から軽く押さえたら納 の数が減り,離したら縞の数は10 次の文章の に適当な語句, 数値ま 媒質Iにはさまれた薄い透明体の媒質I( を考える。薄膜の両面は平行であるとする。 に示したように光が AA'を波面として矢日 向に進むとする。 Bで光の一部は反射し, は屈折して媒質Ⅱへ入る。Cでは, 一部は して媒質Iへ抜け, 一部は反射して中へ月 さらに,この反射光はD において一部が て元の媒質Iへ戻り, 光線 A'B’のDで 光と出会う。Bでの入射角および屈折角 ぞれり()媒質Iおよび媒質Iの屈折導 A薄膜の厚さをtとする。また, 0ま 1)媒質Iにおける光の速さは, 屈折 1図(a) 1図(b) 2図 倍である。媒質Ⅱにおける光の波長 |イ倍である。また, 媒質Ⅱに ウ倍である。 (2) 光がCで反射するとき, 位相延 (3) 光がBおよびCで透過すると (4) 波面 BB' 上の B' の光が Dに D で出会った2つの光の経路は、 この経路差sは, s=_カと 本にもどった。 A, B以外の面からの反射光は無視できるものとして, 下の問いに答えよ。 (1) なぜこのように直線状の納模様が現れたかを説明せよ。 (2) 暗線が10本見えているとき, 2枚の円板の間隔はP点とその反対側のQ点とで, どちらが何 um及きいかを理由をつけて記せ。 次に3枚目のガラス円板の平面度を調べるため,上のガラス円板をはずし、3個の 小物体はそのままにしてその上上に3枚目の円板をのせた。この円板の下面Cが精密に は平面でないため,2図の実線のような縞模様が得られた。 A, C以外の面からの反 射光は無視できるものとする。 (3) 面Cは凹面であるか凸面であるかを理由をつけて述べ, 平面からのずれは最大何 mであるかを求めよ。 (5) Dにおいて反射光と透過光が (6) 入射角iを大きくしていくと ための条件は,屈折率に関し Bで反射し 角方向の空 sin io =[ケで表される。 PBに直角方向の 単色光でありつ 皮長が一定だから。安気後の厚さかーなたの (by n.c (2) /日者線月2へ 2d:mA をメトリつ P側の方 3 ni 人 」 Cは凸面 くつ 2d: 0.6μxm (mE2)5) て,求 6A- 0. :5 -2.7M Rの方がらみmたきい。 h2<n、 オダれ3い h 屈折 ple pai pnl 2hッキ 結岡隔が大きくなる 安気側、厚さが持る s prt 2 ich le 24 20、 nt 2 hon

3枚目の式の右辺がなんでこうなるかが分かりません。 d/xじゃダメなんですか?

B 金属箔の厚さをできる限り正確に(有効数字の桁数をより多く)測定した、 図4のように,2枚の平面ガラスを重ねて, ガラスが接している点0から Lの位置に厚さDの金属箔をはさんだ。真上から波長1の単色光を当てて 60 2021年度:物理/本試験(第2日程) 光と下のガラスの上面で反射する光の経路差は2dとなる。ただし, 空気の屈折 にお た て,平面ガラス間の空気層の厚さをdとすると, 上のガラスの下面で反射する 率を1とする。 反射光 e 入射光 とされ 次のの ともに定 平面ガラス 平面ガラス 金属箱 D x 図 4 問 4 金属箔の厚さDを表す式として正しいものを, 次の①~⑥のうちかァー つ選べ。D= 19 LAx 0 LAx 21 2 LAx LA の 24x LA 2 LA 4x 4x

106(オ)がわからないです

(2)図の最初の状態にもどる。すなわち,各スイッチは開いており、 (4)各コンデンサーの耐電圧(耐えられる電圧の限界)がすべて 45Vであるとき,合成コンデ C, Dの電位はそれぞれ Va=V(V), Va=Dオコ×V[V). [V/m]である。導体板 A, B, C, D間に蓄積されている静電エ 図1のように、十分に広い面積Sをもった平行板コンデンサーにおいて, 左側の極板Aは この状態でスイッチ S.のみを閉じた。このとき, 専体板A, B, どの導体板にも電荷は蓄えられていない。次の2つの操作後の結果を比較しよう。 d(m)、2d (m), 3d[m) とする。ここで, dは導体板の辺の長さ aと比較して十分小さいと する。国中のS,Sa. Siはスイッチを表している。 電源Vは電圧「V[V) の直流電源であり。 操作a):スイッチ S」を閉じ,しばらくしてスイッチ S,を開く。 それからスイッチS.を る文章を解答群から選べ。ただし、 数式は C, V、 dのうち必要なものを用いて答えよ。 2つの導体板 A, Bを平行板コンデンサーとみなしたときの電気容量を CIF) とする。 導体板Dは電源の負極とともに接地されている(接地点の電位を基準V とする。 また。 84 コンデンサー 85 標準間■ A つり最初の状態ではどの事体数にも電荷は書えられていたい。 °104.(コンデンサーの合成容量) 6.0Vの直流電源Eと,電気容量がそれぞれ 3.0μF, 1.5μF, 2,0μF, 2.0μFの4つのコンデンサー Ci, Ca, Cs, C4を図のように 接続し、十分に時間を経過させた。各コンデンサーは,接続する前 は電荷をもっていなかったものとして,次の問いに答えよ。 (1) 4つのコンデンサーの合成容量 C [uF] を求めよ。 (2)各コンデンサーに加わる電圧 Vi. Vz, Vs, Va [V), および蓄えら れた電気量Q,Q, Q, Q [C] を求めよ。 (3) 各コンデンサーに蓄えられた静電エネルギーの合計び [J] を求めよ。 C C。 S」 し ×V (VJ, Vo=UV である。導体板BとCの向かい合 C。 れらの間の空間に発生する電場は図で右向き, その強きは AB C E ネルギーの合計はオ|×CV2[J] である。 通体所の間属は拡大して かいてある ンサーとしての耐電圧 Vimax (V] を求めよ。 105.(ばね付きコンデンサー) (10 群馬大) 閉じる。 固定されているが、右側の極板Bは壁に固定されているばね (ばね定数k)につながカて。 て、Aに平行なまま動くことができる。極板が帯電していないとき, ばねは自然の長さのい 態にあり,極板間の距離はdであった。次に,図2のように,極板Aに正, 極板Bに自の筆 荷を徐々に帯電させるとばねは徐々に伸び,最終的に極板Aに +Q, 極板Bに -Qの雷益た 帯電させたところ, ばねの伸びが 4d (Ad <d), 極板問距離がd-ddとなったところでつり あった。真空の誘電率を Eo, 空気の比誘電率を1とする。また, ばねおよび壁の帯電, 重力 の影響はないものとする。次の問いに答えよ。ただし, (2)~~(5)は, Eo, d, k, Q, Sの中から 必要なものを用いて解答せよ。 (1) 電気力線のようすを図3に矢印で表せ。 極板間の電場の強さEを求めよ。 極板Bにはたらく電気的な力Fを求めよ。 (4) dd を求めよ。 (5) 極板間の電位差Vを求めよ。 ここで、極板Bを固定し、極板Aに +Q. 極板Bに -Qの電荷 を帯電させたまま、極板間に、比誘電率2の誘電体を図4のよう にゆっくりと差しこんだ。 6 このときの電気力線のようすを図4に矢印で表せ。 (7) Bにはたらく電気的な力は,(3)と比べてどうなるか。 を開く。 初めに操作(a)による結果を考察する。操作終了後,導体板CとDの間の電場の強さは 一カ(V/m] であり,導体板Aの電位は Via=Lキ ×V(V) である。このとき、毒体 新間全体に蓄積された静電エネルギーは,(1)のエネルギーの値オ×CV?[J) の ク]番 である。 一方,操作(b)の場合, 操作終了後に導体板AとBの同に発生する電場の強さはケ (V/m] であり, 導体板Aに蓄えられた電気量は Q=D■コ C) である。 また、事体板 A Bの電位はそれぞれ VAb= サ×1/[V), Vias=■シ×1/(V) となる。この場合、毒 体板間全体に蓄積された静電エネルギーは, (1)のエネルギーの値閉×CV*(J]の ス] 倍である。 したがって、2つの操作後の結果を比較すると次のようなことがわかる。 スイッチS。 を閉じると導体板 B, C間に発生していた電場が消失するので, スイッチを開じた直後。 その分の静電エネルギーが減少する。このとき、 セ」ということがいえる。 (2)の(b)の操作後,しばらくしてスイッチS:を開き、それからスイッチS,を開じた。この とき,導体板Cの電位は V%=[ ソ×1/[V] で, 導体板BとDに蓄えられている電気量 (絶対値)はそれぞれタ×0,[C). 「 チ]×Q&(C) となる。ここで、 &はこのコ(C である。 |セの解答群 3- d-dd- B A B otinl Foom P00000 +Q-91 図1 図2 -Q +Q 図3 +Q *106.(4枚の導体板によるコンデンサー回路) (15 広島市大 改) 図4 (a), (b)で等しくなる 間の静電エネルギーに加算される (14 東京理大改) s」a 51

最後の問題のエネルギー収支の式の立て方がわかりません。 わかる方いれば、ご教授願います。

27 斜面上の導体棒による電磁誘導( 1999 信州大) 図に示すように, 鉛直上向きの一様な磁場(磁東密度B(T))中に, 2本の平行な十分に長い レールがあり,その上に質量 m[kg] の導体棒PQ がレールに直角に置かれている。レールは 間層m]に保たれており, 水平とのなす角度を変えることができる。レールには内部抵抗の 無視できる起電力EV] の電池とRT&] の抵抗が接続されている。レールと PQの電気抵抗 は0であり,両者は常に電気的接触が保たれる。 レールと PQの間には摩擦はない。重力加速 度の大きさをg{m/s°] として, 以下の問いに答えよ。 I.水平面とレールのなす角度が 0。のとき, PQを静止させるために外から加える力の大きさ が0であった。 tanθ,の値を示せ。 II. 水平面とレールのなす角度を θ。よりも小さい角度θにする。外から力を加えて静止状態 を保ち,その後, 力を取り去ったところ, PQはレール上を運動し始めた。ただし, レールは 十分に長いものとする。 (1) PQが運動する向きはレールに沿って上向きか下向きか。 (2) PQの速さがひ [m/s] となった瞬間の, PQに生じる誘導起電カの大きさ,およびその 向きを求めよ。 (3) PQの速さが“[m/s]となった瞬間の, PQのレールに沿った上向きの加速度を求めよ。 (4)十分に時間が経過した後, PQ は一定の速さで運動するようになる。このときの速さを 求めよ。また,このときの電池が供給する電力を求めよ。 E(V] B(T) R (Q) Q Im] P 水平面 -123-