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物理 高校生

物理の波動の問題です。 黄色マーカーで引いたところの解説をお願いします。 なぜ光学距離が一致するのでしょうか?

ヤングの実験 発展例題 34 間隔dの複スリットA, Bに, 垂直に波長の同 位相のレーザー光をあてたところ, スリットからし はなれたスクリーン上に明暗の縞が観察された 次d に、スリットBのスクリーン側を厚さα,屈折率 n(1) の透明な薄膜でおおったところ,スクリー ン中央 (O) の明線の位置がずれた。 中央の明線はど 指針 薄膜中の光の波長は入/n になるが、 光学距離を用いて, 空気中と変わらず波長はと し、薄膜を厚さ na と考える。 中央の明線がずれ た位置を O' とすると, スリットA, B から O'′ ま での光学距離は等しい。 AO' の光学距離は AO', BO' の光学距離は (BO' - a) + na である。 解説 図のように 中央の明線が下向きに x′だけずれた位置 O' になったとする。 この明線 は,A,Bからの光学距離が等しいことによって 生じており, AO'=(BO'-α)+na AO'-BO'=(n-1)a 経路差は, AO'-BO'=dx' / と表されるので, 1 } AI B x' = る(正立の実像)。 ちら側にどれだけずれたか。 0はABの垂直二等分線とスクリーンとの交点であり, d<l, a <1とする。 a n d=(n-1) a (n-1)al d LAS ここでn>1 であり, x'>0となるので, 明線は下側にずれる。 したがって, 明線は下側に (注) BO′ と薄膜は垂直ではないが, alであり, O'は中央付近の明線なので, BO′の薄膜中の部 分にある長さはαと近似できる。 a ● 発展問題 423 n 12 BO'-a 1 (n-1) al d 10′ だけずれる。 章 波動

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物理 高校生

なんの公式を使ったらいいのか分からないので解く過程を教えてください。

4. 以下の問いに答えよ (重力加速度の大きさはことわりがないかぎり 9.8 [m/s]とする) (1) 右の図は一直線上を走る電車のv-tグラフである ①t=10[s] での加速度の大きさを求めよ 40 ②0~20 [s] までに電車が進んだ距離を求めよ [m/s] 21 ③0~100 [s]までに電車が進んだ距離を求めよ 100円 20 40 60 時間t[s] (2) エレベーターが1階から上向きに動き出した。 初めの 5[s]間は 1.2 [m/s ]の一定の加速度で動き、 次の20 [s]間は一定の速さで動き、その後、 6[s] 間は一定の加速度で減速して止まった。 ①エレベーターの速さの最大値を求めよ ②最後の 6[s]間の加速度を求めよ ③エレベーターは動き出してから止まるまで何[m] 上昇したか求めよ Dia (3) 水面からの高さが19.6[m]の所から小石を自由落下させた。 ① 小石が水面に達するまでの時間を 求めよ。 また、 ② 水面に達したときの物体の速さを求めよ。 (4) ある高さから、ある速さで鉛直下向きに物体を投げ下ろしところ、 2 [s] 後地面に達した。 物体が地面 に到着する直前の速さが 24.5[m/s]であったとき、①物体の初速度の大きさを求めよ。 また、②物体 を投げ下ろした点の高さを求めよ。 (5) 物体を地面から鉛直上方に 19.6[m/s]で投げ上げた。 ①最高点に到達するまでの時間を求めよ。 また② [m]の高さまで物体は上昇するだろうか。 さらに、 ③ 投げ上げてから地面に戻ってくるまで の時間、④そのときの物体の速度を求めよ。 (6) 最初、 0 点の位置にいた車が右図 v-tグラフのような運動をした。 時刻 t1 のときにQ点にいたとし て、時刻 t2のときは O,P,Q,Rのうちどの位置にいるか。 QR 5. 以下の問いに答えよ (重力加速度の大きさはことわりがないかぎり 9.8 [m/s] とする) (1) 物体を地面から鉛直上方にvo で投げ上げ、 最高点に到達し、 その後地面に戻った。 重力加速度の 大きさはgとする。 ① 最高点までの時間、 その高さ、 最高点における加速度の向きを求めよ。 ②投げ上げてから地面に戻ってくるまでの時間を求めよ。 ③ 地面につく直前の物体の速度を与えられた記号で求めよ。 位置

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物理 高校生

(1)ではなぜ2.0×15をするんですか?

6 1章 カ学 基本問題1 基本例題1 平面運動の速度の合成 静水中での速さが4.0m/sの船で,流れの速さ 2.0m/s, 川幅 60mの川を渡る (1) 船首を流れに直角に向けて渡るとき,出発点の真向か いから何m下流に到着するか。 (2) 流れに垂直に渡るには,船首をどちらに向けるとよいか。 また、このとき、川を渡るのにかかる時間は何sか。 2.0m/s Ka 60m 指針 な方向と平行な方向に分けて考える。 (2) 静水中の船の速度と流れの速度を合成した 速度が,川の流れに垂直になればよい。 解説 (2) 船首を図2のような 向きに向ければ,合成速 度が岸に垂直な向きとな る。船首を上流に30° の 向きにすればよい。この m/s である(図1)。したがって, 対岸に着くま : とき,合成速度の大きさ (1) 船の運動は,川の流れに垂直 30° 4.0m/s 2.0m/s (1) 岸に垂直な船の速度成分は4.0 図2 60 v[m/s]は, での時間ち(s]は, t;=- -=15s 4.0 V3 -=2V3 m/s 2 ひ=4.0×cos30°=4.0× また,岸に平行な速度成 分は2.0m/s である。船 は, t,[s]間,流れの向き 4.0m/s に流されるので, 下流に 流される距離をx[m]と すると, 求める時間も[s]は、 合成 速度 60 Dai te= =10V3 =10×1.73=17.3 17s 2/3 2.0m/s Q Point 平面運動は,直交する2つの方向に 速度を分解し,各方向における直線運動に分け て考えることができる。 x=2.0×15=30m 図1 基本例題2 公 十n.6

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