物理についての質問です。原子物理学についてです。波長は求められたのですが、加速電圧を求める際にわからないことがあります。問題では反射電子線の強度が極大となる時の加速電圧を求めよとありますが、回答では、光の干渉で強め合う条件を使って、加速電圧を求めています。強度と干渉の関連が... 続きを読む

12/1 出題パターン 12/10 T そのまま 出る! 90 電子線回折 1/10 電圧 V で加速した電子線を間隔 dで並ん入射電子線反射電子線 だ原子面と 0 の方向に照射し, 0 の方向に 散乱される電子線の干渉を考える。電子の質 量をm,電気量を-e. プランク定数をん とする。 日 A . ボー 電気量 ものと 定数を ここで電子線の波長を求め、 反射電子線 の強度が極大となるときの加速電圧Vを 求めよ。 解答のポイント! 光の干渉と全く同様に, 電子波 波長 h mv の干渉を考える。 解法 図 26-10 のようにコンデンサーを用 いて,電子を加速する。 ここで力学 的エネルギー保存則より, ( m 1 0 (-e) (-V) = + mv2 後 m M 2 後 引力 m 電子を波 結晶内原子 VV電圧Vで加速する」とき たら、必ずこの図を描く [OV +/800 (4) (5) 原子 粒子と まま出 を用 る。 めの v = B/2eV + -ev とみなす omniel (1) 子 m as V h よって,電子波の波長は、 入= mv 9800 0200 h h 図26-10 λ== mv √2meV ♥nie Onie um. 14 図26-11 で光の干渉の3大原則: その1 よ り (光波の干渉と同じ) 強めあう条件は, 干渉 2xdsin0n (n:正の整数) 行路差 ①を代入して, nh 2d sine = √2meV n²h² V= 8d² me sin²0 (ここまで自力で導けるように!) 290 漆原の物理 原子 DAT 今 (4) 行路差 図26-11 み い る (2) ば

1番上の公式の右辺はクーロン力なんですが、 電荷が−eの時でも正になるのはなんでですか? −だったら向心力が働いてるからよくない？？って思っちゃって、、教えてくださいお願いします！

●水素原子 電子の粒子性 m 電子の波動性 (量子条件) r - kee 22 2πr=n. (ボーア半径) h rn=aon2 (n=1,2,3, mv h² do= 42km2 エネルギー: E=/12m+(-eki - mv² ) = — he² E = -b ke2 En E r 2r 光の放出 吸収 : hv=En-En 1 1 =R 12 電子の質量me=9.1×10-31kg 入 リュードベリ定数 Ral D- ①電子の軌道半径はとびとびの値となる。 ②エネルギーもとびとびの値となる。 ③光子のエネルギーは、軌道のエネルギー準位の差で E: 基底状態(エネルギー最低), n≧2 励起状態 ・放出する光は吸収もできる。 ● 原子 質量数

(2) なぜ周期がT/2になるのか分かりません。解説お願いします。

488 交流の電力 時刻 t における電圧がV=Vosin 27t と表される周期 T の交 T 流電源がある。この交流電源に抵抗値 R の抵抗を接続した。 (1) 時刻tに抵抗を流れる電流I を求めよ。 PA (2)グラフ 時刻tに抵抗で消費される電力Pを求め よ。 また, Pの時間変化のグラフを右の図にかけ。 O T 1-cos20 必要ならば、 公式 sin'0= を用いよ。 2 (3) 電力Pの1周期における時間平均 P を求めよ。 1, 2 ヒント (2) P=IV

台に関する運動方程式を求める時に、小物体の質量は影響しないのですか？

8 ⑦ 小球Aには 張力,鉛直下 重力である。 鉛直上向き 小物体と台には たらく力を図示す ると、図のように なる。 N₁ m 小物体 mg ......① きさ T2の張 である。 した Nは小物体と 台の間で互いにお よぼしあう垂直抗 力, N2 と f' は台 台 N₁ N2 M Mg' 7 上向きを正 が床から受ける垂直抗力と動摩擦力である。 小物体お よび台の鉛直方向の力のつりあいの式はそれぞれ 8 PA間の糸 N-mg=0 N2-N-Mg=0 となる。 台に生じる加速度をαとすれば, 運動方程 式 ③ Ma=F-f' ここで,動摩擦力f' は (4) T1 f=UN である。 ① ②式より N2=Mg+N=Mg+mg = (M+m)g 図 a だから, ④式より ③ f'=μ(M+m)g この値を③式に代入してαの値を求めると F-μ(M+m)g_ a= M ⑦

この問題の（3）でコイル2にはa→bの向きに誘導電流が流れるのは分かったんですけど、なんでb側がプラス極、a側がマイナス極の電池とみなせるんですか？下の注の説明はわからなかったです

図1のように透磁率μ [N/A^)の丸棒に, 全巻 き数N1のコイル1および全巻き数№2 のコイル2 が巻き付けてある。 丸棒および2つのコイルの断 面積はS(m²) であり、 コイルの長さはともに/(m) である。 電源 コイル1 a (1) コイル1に図1の矢印の向きに大きさI(A) の電流を流したとき, コイル2の1巻きを貫く 磁束の大きさを求めよ。 (2) コイル1とコイル2の相互インダクタンスを 求めよ。 (3) コイル1の電流I (A) を図2のように変化させ るとき, コイル2の両端に発生する起電力を求 めよ。ただし, 図1のa側がb側より高電位の ときを正とする。 コイル2 電流I[A] Io 20 図1 -ob T 時刻t[s] 図2 +)

（2）の計算がよく分からないです

ここがポイント 方 42 鉛 小球は水平方向には初速度のx成分で等速直線運動し、 鉛直方向には初速度の成分で鉛直に投げ 上げられた等加速度直線運動 (加速度は-g) をする。 LLO 解答 (1) 小球は水平方向には速さ vocos の等速直線運動をする。 「x=vt」 のPosine Vo 式より 調書 16N 成分: IN L=vocoset 0 VO COS (2) 小球が壁に衝突するには, 壁に達したときに y>0 となる必要がある。 小球の初速度の鉛直成分は sin なので,鉛直投げ上げの式 「y=vot-12/2012」より L y=vosin0. 12/20( tocos20 (mocose)>0 L 整理して 2v' sincos0>gL 三角関数の公式 sin2a=2sin a cos/a を利用した。 gL 2 sin 20 (D) opty gL gL よってく! <Vo sin20 sin20 gL ここでv0 なので v> Vsin20 43 ここがポイント 弾丸が物体に命中するには, 弾丸がx=lに達したとき, 物体と弾丸のy座標が等しくなればよ

5の(4)がよく分からないので教えてください🙇🏻‍♀️

5 斜方投射 知 水平面上で水平面に対して0の角度で小 球を投げ上げた。 小球の初速度の大きさを [m/s], 重力加 速度の大きさをg [m/s] とする。 Vo Vo 日 (1) 初速度の水平成分 Vox, 鉛直成分 Voy の大きさはそれぞれ 何m/s か (2) 小球が最高点に達するまでの時間は何秒か。 また, 最高点の高さんは何mか。 (3) 小球が水平面に落下する点までの水平到達距離は何m か。 (4) 角度を何度にとると,(3)の水平到達距離が最大となるか。 必要があれば 2sinOcos0=sin 20 を用いよ。 例題 2,11

⑴で1×sinθ＝n1×sinα から　 sinα＝sinθ/n1 cosα＝√ 1−sin²α として出すことはできないのでしょうか。 やってみたのですが解答と一致しませんでした。

必解 84. 〈光の屈折〉 a 中心軸 媒質2 B 質 1 媒質2 図は屈折率の異なる2種類の透 明な媒質1 (屈折率 n】) と媒質2 (屈折率 n2) からなる円柱状の二 重構造をした光ファイバーの概念 図であり, 中心軸を含む断面内を 光線が進むようすを示している。 中心軸に垂直な左側の端面から入射した光線が,媒質の境界で全反射をくり返しながら反対 側の端面まで到達する条件を調べてみよう。空気の屈折率は1としてよく,媒質中での光損 失はないものとする。また媒質2の内径および外径は一定であり,光ファイバーはまっすぐ に置かれているとしてよい。 ●フソK・ヨ (1) 左側の端面への光線の入射角を0とするとき cosαを0とn を用いて表せ。 (2) 光線が光ファイバー内で全反射をくり返して反対側の端面に到達するための sin に対 する条件を n, n2 を用いて表せ。 ただし, 0° 6 <90°とする。 (3)0° 8 <90°のすべての入射角 0に対して境界 AB で全反射を起こさせるための条件を n と n2 を用いて表せ。 (4) 光ファイバーの全長をL, 真空中での光の速さをcとするとき,(2)の条件を満たす光線が 左側の端面から反対側の端面に到達するまでに要する時間を c, 1, L, 0 を用いて表せ。

HとかVとかがなぜ出てくるのかわかりません。変形の仕方と答えの解説お願いします🙇‍♀️

応用問題 ◆上位科目 「物理」の内容を含む問題 y 38 自由落下と鉛直投げ上げ 図のように,地面上に原点Oがあり, 鉛直上向きを正の向きとするy軸がある。原点から時刻 0 に,物体Aを 鉛直上向きに速さで投げ上げる。 これと同時に、y軸上の高さHの位 置から,物体Bを静かに落とした。 その後、物体Aと物体Bは、物体Aが 地面に落ちる前に空中で衝突した。 重力加速度の大きさをg とする。 (1) 物体Aと物体Bが衝突する時刻 t を求めよ。 (2)物体Aと物体Bが衝突する位置のy座標を求めよ。 (3)この衝突が起こるためには,Vはどのような値でなければならないか。 H・ 物体B V 0 物体 A [20 九州産大 改] 30

カッコ2って鉛直方向の初速度が同じでも小球bがp点に届かなかったらダメなんじゃないですか？それを考えてない理由を教えて欲しいです🙇

する 際 EEE-1-2 =1-13-1 力学的エネルギーは運動エネルギーと位置エネルギーの和をさすが, 位置エネル ギーは衝突の前後で変わっていないので,運動エネルギーの減少を調べればよい。 27 (1) Aを原点として鉛直上向きにy軸をとる。 落下するのは y = 0 のとき だから, 求める時間をとして公式 2 を用いると 0 = vt₁+(-g) t₁² 20 ... = g (2) 鉛直方向の初速度を同じにする必要がある(するとAとBはいつも同じ高 sin α = さにいる)。 そこで Vsin a = v (3) 最高点に達するまでの時間を とすると,公式より 0=v+(-g)t t2= t として 3 求めると早い この間にBは右への距離を動けばよいので l= (Vcosα)t2= Vv g cos α = g Vu √1-sin² a Vv 2 = 1 √√√√² - v² g 動量保存則より (4) 求める水平成分を vx とする。 水平方向での運 MV cos α = (M+m) vx 衝突直前 Mo m Ux= MV M+m M Vcosa 止 2 cos α = M+m Vx 直後 M+m 鉛直成分は A, B 共に衝突前が0なので 0 水平方向は外力がないので運動量保存は厳密に成りたつ。 一方、 鉛直方向は重力が かかっているが, 瞬間的な衝突では(重力の力積が無視できるため) 近似的に適用し てよい。 問題文にとくに断りがなければ, 瞬間衝突と思ってよい。 (5) 初速 ux での水平投射に入る。 落下時間はt なので 鉛直方向に上がる時間 V²-12 と下りる時間は等しい) x=vt= Mo