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物理 高校生

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

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物理 高校生

この(1)の解説の1000をかける意味が分かりません!誰か教えてくださるとありがたいです!よろしくお願いいたします

図 1 すばや 度を測 思考 184. 太陽熱温水器 容器とパネルで構成された太陽熱温水器がある。容器の断面積は 10m²,深さは 0.10m で,水が満たされている。パネルの面積は 10m² であり,このパネ ルが太陽光を垂直に受け,受ける太陽光のエネルギーは面積1.0m² あたり毎秒 1.0kJ で あるとする。また,水の密度を1.0g/cm²,比熱を 4.2J/(g・K)とし,容器内の水は一様 に加熱され,水の蒸発や容器の熱容量は無視できるものとする。 (1) 太陽熱温水器のパネルが, 60分間に太陽光から受けるエネルギーは何Jか。 (2) この太陽熱温水器では, パネルが受けたエネルギーのうち, 60%が熱として容器内 (3) 熱 の水に与えられるとする。 (1) において,水の温度上昇に使われる熱量は何Jか。 太陽熱温水器の容器に入っていた水の温度が25℃であった場合, 太陽光を60分間 あてた後の水温は何℃か。 思 AS 185. 氷の融解 断熱された容器の中に,温度 (4) 太陽熱温水器のパネルの面積だけを2倍にした場合, 25℃の水を40℃に加熱する のに要する時間は何分か。 (20. 杏林大改) [ 〔℃〕の氷がm〔g〕 入っている。 容器内にはヒ 加熱することがで 441 容器内 第Ⅱ章 T;

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物理 高校生

赤線引いている所が③が答えがなのですが、なぜその向きになるのかが分かりません、、 教えてください。

2. 次の文章を読み、 ア カ に適切な語句、 数式を記入せよ。 その際、 ( )内の記号 を用いて答えよ。 ただし、 【ウ】は①〜④の中から選び数字で答えよ。本問題では電子の質量 を 図 a 電気量を (e>0)として表すものとする。 図aの放電管は、電子銃から射出された電子の軌跡 を観察する装置であり、 偏向極板に電圧を加えて、電 子の軌跡を上下に曲げることができる。 図 b は電子銃 と偏向極板を模式的に表している。 電子は、 電子銃の電極 A から出て、電極Bの小孔を通って 偏向極板に向かう。 小孔Bより射出されてすぐの、電子の進む方向に x軸、 x軸に垂直な方向 に y軸をとる。 y軸上に設置した蛍光面Sに電子が当たると、 衝突によって電子の運動エネルギー は光のエネルギーに変換され、 蛍光面Sに輝点があらわれる。 偏向極板は、幅ℓの2枚の平板電極 X1 と X2をdの間隔をとって平行に向かい合わせ、x 軸をはさむように平行に配置したもので あり、以降、これを一組の電極の対として X1X2と表記する。 放電管の内部は真空であり、電子 は蛍光面 S に衝突するまでの間、真空中を運動する。 電極の端における電場の乱れ、重力の効 果、 荷電粒子の運動によって生じる電磁波の影響は無視できる。 電子銃 I Vi A B 偏向極板 d 電子銃の電極 AB に V」の電圧を加えると、電極 A を初速度 0 で離れた電子が、 電極B を通 2 ev 過するときの速さ Vo は ア LE (e、m、Vi)になった。 /mno=evi no= 電極 X1X2間の電位差をV2とすると、電子が電極 XiX2間の一様な電場から受ける力の大きさ はF = イ(e, d) となり、その力の向きは 【ウ ① x軸の正の向き、②x軸の負の向き、 P=9E²₁ ③ y軸の正の向き、 ④ y軸の負の向きである。したがって、電極 X1X2 を通過した直後の電子の 速度のy 成分は (em Vod, ℓ, V2 ) となる。 電極 X1 X2 の右端から蛍光面 Sまで の距離をDとすると、電子が電極を通過した直後から蛍光面Sに当たるまでの時間はオ (D、 vo) となる。以上より、 輝点のy座標ycは電極 X1X2間の電位差 V2 に比例し、 yc=α V2 と書け ×{1+ℓ/(2D)}(カはe、m、Vo、d、ℓ、Dを用い ることがわかる。比例定数αはカ る) と表される。 AY Vo. l 16 X1 X2 (12 図 b (15 電子銃 偏向極板 20 アルゴンガス D S 0 → x

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物理 電磁気 図1の解説1行目が分かりません。 80=20I+Vは恐らくキルヒホッフの法則を使っていると思うのですが、この式のVは何のVですか?

III 直流回路 EX 電球の特性が右図のようになっている。次の 電流 (A) 各図の場合,電池を流れる電流はいくらか。 電 球はすべて同一のものである。また, 電球(全 体)での消費電カを求めよ。 5 4 3 図1 図2 電球 図3 2 100 電圧(V] 0 50 20 2 80 V 40 2 100 V 52 50 V 図 1 80=201+Vをグラフにし, 交点を求める 電流(A) 5 と V=20 V, I=3A トク I=-V+4と直してからグラフを 図 3 4 V 20 3 描く人が多いが, Iと Vの関係は1次式 2 で直線になることを利用するとよい。 一図1- 1 つまり,分かりやすい2点を押さえる。 図 2- I=0 でV=80, またV=0でI=4の2 50 80 100 電圧(V] 0 点を結べばよい。 電球の消費電力カは VI=20×3=60W s このうち一部が光のエネルギーに, 残りが熱になる。 図2 1つの電球にかかる電圧をV, そこを流れる電 流をIとおくのがコツ。 直列だからIは共通で, 2 つの電球には同じ電圧1Vがかかる。 100=40I+21V 40 2 100 V 交点より V=10V, 電球2個の消費電力は VI×2=10×2×2=40W I=2A 図3 並列だから Vが共通で, 2つの電球には同じ電 流Iが流れる。5Ωには2Iが流れることに注意し V 50=5×2I+V 52 交点より V=20V, 電池には 21が流れるから 6A 電球2個の消費電力は VI×2=20×3×2=120W I=3A |21 21 一 50 V

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物理 高校生

光 図アの光は上向きだから、下から見ると図アの光は見えませんよね?? 同様に図ウの光は上からだと見えませんよね?? だから上から見た時と下から見た時のの光の干渉の仕方が変わってくるという解釈であっていますか??

問題100 では,2枚のガラス板の間のくさび形の空気層によ 渉する。千渉稿は,レンズと平面ガラスの接点を中心とする同心円に なる。これをニュートンリングという(中心付近は暗い円板になる)。 る千渉を調べたが, ニューントリングも同様に, レンズと平面 ガラスの間の空気層による干渉である。上から見たとき, 解答 解説141 101 の 問2 の 問3 の 問1 レンズと平面ガラスのすき間の部分で経路差が生じ, 光が干 問4 0, 0 問1 に、隣り合う明リングのdの差は今であるから, 中心から離 d B れるにつれて明リングの間隔は狭くなる。よって干渉縞の間隔 は中心から離れるにつれて狭くなる。 問2 隣り合う明リングのdの 図ア は、 差はっであり,青の光の波長は赤 2 の光の波長より短いから, 青の光 の方が干渉稿の問隔は狭い。 問3 光のエネルギーを考えれ ば,反射光が強いとき, 透過光は 弱くなることは明らかである。し たがって, 平面ガラスの下から見 れば,上から見た干渉縞の明暗が 逆転した縞が見える。 答は②。 また,千渉の条件からも考えることができる。上から見た場合, 図アの点Bで反射する レンズ 中心 明 明明 平面ガラス 図イ ときに位相がェずれることに注意して, 干渉の条件は, m=0, 1, 2, …… として, (m+)(強め合う) 2d= 1m> (弱め合う) である。一方,下から見た場合, 図ウの点A, Bの反射により2 回位相がェずれるから, 千渉の条件は, (強め合う) 下がら児たときに光が 2d= n+ (弱め合う) Tだに フォ うけ向中 である。これらから, 上から見たとき強め合えば, 下から見たとき弱め合うことが分かる。 うぞじゃないと見えなり。 の) ー たんら、図のE下は) みえスいが 明 イノに変えて、

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