この物理の問題を教えてください

問題3 (光の干渉) T 図2のように、 絶対屈折率がn=1の2枚の平面ガラス (媒質1) の間に厚さdの薄い板を挟み、 その間にできるくさび形の層に絶対屈折率n2=1の媒質2を入れる。このとき図の点Oから距離 だけ離れた点Dの上方にある点Aから光 (単色光) を当てて上から覗き見ると、 図のOQ 間に 「光 が強め合った明線」 と 「光が弱めあった暗線」 の縞模様が現れる。 以下では簡単のために点Aから 出る光は直進するものとし、A→C→Aという経路の反射光1とA→D→Aという経路の反射光2に よる干渉だけを考える。 図のQの長さをL=100dとし、 真空中の光の波長を入 として、以下の 空欄を埋めよ。 また選択肢がある場合には選択肢の番号を書け。 (i) 媒質1における光の波長は、媒質2における光の波長の (13)倍である。 (ii) 反射光1と反射光2の光学距離の差 (14) 倍であり、 また点Aから入射した光が反射 の するときに位相がずれるのは {(15) 1.点C, 2.点D} である。 (iii) 図のOQ間に見える隣り合う明線の間隔は入。 の (16) 倍である。また=375入) の位置に できるのは {(17) 1. 明線 2. 暗線, 3. 明線でも暗線でもない線} である。 A 媒質1 X 媒質2 L Bi 光 D P 媒質 1 Figure 2: くさび形の層による光の干渉。

この式の解説をお願いします……。 モーメントで釣り合っているため、イコールで繋がるのはわかるのですが、特に2分の1(5+X)の部分が何を指しているのか分かりません……。 回答よろしくお願いいたします。

71. 長さ 10m, 質量20kg の一様な棒の両端にそれぞれ20kg, 10000 40kgのおもりをつけ, 図のように支点に乗せて釣り合わせ た. 棒の中心と支点との距離を求めなさい. (a) 0m (b) 1m ◎ (c) 1.25m (d) 1.5m (e) 2m 【解】 距離をとおくと, 力のモーメントの釣り合いより, カモ 5+m 10 1 (5+æ) ×20+1/(5+x) x (5+ x) 2 - 20 kg | ... x = 1.25 10m 5-x =(5-z)×40+1/12(5- (5-x) x 10 100 + 20x + (5 + x)2 - 200+ 40x- (5-x)² 80x100=0 20 kg 1 x 20 x 20 40kg

計算するときに物質量がマイナスになる理由を教えてください。

で水素 1.0 mol と酸素 0.50 mol を反応させ、 H20 (g) を合成した。この反 応に伴い、243(kJ) の熱が発生した。 水素と酸素はすべて反応し、 温度および圧力は一定であった。 この反応に伴う内部エネルギー変化 (kJ) を求めよ。 なお、 解答は有効数字3桁で示せ。 (薬剤師国家試験から抜粋して改変) PV = nRT OV=Q+W QU+OV₂-0U₁ = 9-P(V2 V1) 圧:一定 1~10.5 1.5 H-U+PV =U+nRT OH-OUTOURT OU=OHOUPT H+→10 on-0.5mol △V=-243(kg)-1(50)×8.31×(107+273) =-243(FJ)+1578.9(J) =-241.4 = -2,4 ( × 10² (KJ) 1,5789KJ

解き方がわかりません。よろしくお願いいたします。

2. 太陽の中で陽子同士が 1 fm にまで近づくためのエネルギーは熱 エネルギーです。 絶対温度 T [K] のとき、その中の分子の平均運 動エネルギーはおよそ kBT と与えられます。 ただし、 kg はボル ツマン定数です。 太陽の中心温度は約1500万Kと言われていま す。 太陽の中心付近で運動している陽子の平均エネルギーをジュ ール [J] と電子ボルト [eV] の単位で教えてください。

⑤にてエネルギー保存を示したいのですが、kl(x2-x1)とkx1x2という見慣れない項が出てきてしまいました。これらは何を表すのでしょうか。

(2) ぴっ T M 3=9/² か Imm X=0 10 22 3.1 おもりで ①おもりに対する運動方程式は m x₁ (t) = f ( x₂(+)-(α₁ (+)- l )... (i) ②おもり2に対する運動方程式は oe im m₂ (t) = = k ( X₂ (t)- X₁ (t)) -- (ii) fe X, (+) + 2₂ (²)) = ○分数の ③ cin+cil)を計算するとm(グ(ホ)+税え(たる) 両辺を積分すると m(xi(セ)+((+))=C,(c)・積分定数) 初期条件より C1=mぴなのでmxi(t)+mai(t)=mvo... (iii) よって運動量保存則が導けた。また全運動量Pの値はP=mvoと表せる。 ⑤ (1)xx1+ (ii) ×ュを計算すると m (?: (+) + Int 0₂ (C)棟分定数) ④ ciiUをtで積分するとmixi(t)+(mフェ) (+) ((m) Vott Cz (C2:積分定数) 幸せる。 PA 11 C₂ = 0 +507" m X₁ (t) + m X ₂ (t) = m Vo t すなわち x=1/2(xii(t)+22(t)) = vot と求められる。 2 12(0)²-1(ft t m x₁ x ₁ + m²₂ 21₂ = k ( x, x₂ - x₁ x₁ - x₁) - k (X₂ X₂ - 21₂ 2²₁) - x₂) 友(プ,フューズ、グレーlx)(xマューグロスコ) gift (iit) {-(メレオナズップ2)+ℓ(ゴューズ)+(x,x2+スチュ)}(乃(土) 両辺で積分すると下式のようになる。ただしC3は積分定数とする 無条件より積分定数にD 1/2/mx²+1/2/m252²={-(1/²+1/22^²)+ℓ(チュース)+x,x2}+C3 ・2 2 (TED² = mx²₁ ²2+ = mx ₂ + 1 X ² = = RX₂² - kl (X₂-X₁) - 12 X₁ X₂ = C3.

(2)、(3)がわかりません！！ 教えてください！！！

問18 次についてコンデンサーに蓄えられる静電エネルギーは何か。 (A 2.4×10 ™J、 9.0×10^J、 2.0×10-'J) (1) コンデンサーを電圧 12Vで充電し、電気量 4.0×10C蓄えているとき 1/2×40×10-5×12=2.4×10-1 (2) 電気容量が2.0μFのコンデンサーを電圧 3.0×102Vで充電したとき C10C蓄えているとき 10×21040-4=2,0910-3J

求め方が分かりません…！ 教えて頂きたいです🙇‍♂️

銀河系を直径が約10万光年、厚さが約1000光年の円盤と仮定する。 銀河系に4000億個の星が含まれているとする。 1立方光年に含まれる星の平均個数を求めなさい。

ここの5-1なのですが、 直列ではなく並列になるというところがわからないので わかる方がいらっしゃいましたら教えて欲しいです

A真空中において, 面積S(m°] の2枚の極板を間 隔d(m] 離して置いて, 起電力V[V] の電池につな ぎ、スイッチSを閉じて充電した。 真空の誘電率を Eo[F/m] とし、 極板間の電場は一様とする。 (1) コンデンサーの電気量, 極板間の電場の強さ, 静 電エネルギーをそれぞれ求めよ。 (2) スイッチを閉じたまま, 極板間隔を 2d[m] にし た。電気量と電場の強さを求めよ。 (3) 極板間隔をもとのdに戻し,スイッチを開いてから, 間隔を2dにした。 極板 間の電圧を求めよ。 また, 間隔を広げる際に必要な外力の仕事を求めよ。 (4)続いて, スイッチは開いたまま, 極板間の右半分に厚さ d, 比誘電率 e, の誘 電体を挿入した。電気容量と電圧を求めよ。 52F と3Fのコンデンサーをそれぞれ200 V, 300Vで充電し, 図のようにつなぎ, スイッチSを閉 2F S 15 じた。 200 V (1) コンデンサーの電圧はいくらになるか。 3F (2) 2uF のコンデンサーで左側の極板の電気量は 何uC か。 300 V (3) 続いて,2μF のコンデンサーの極板間隔を2倍 にした。 コンデンサーの電圧はいくらになるか。 6 帯電していないコンデンサー C. と C2, 起電力V の電池を図のように接続し, スイッチSを閉じる。 C, の電気容量はCで, 極板間隔はdとする。 Ca は 3 Cと同形の極板からなり, 極板間隔は である。 2 ) Caの電気容量をCを用いて表せ。 2 C,と Ca の合成容量をCを用いて表せ。 3 C,の電気量と電圧を求めよ。 スイッチを開き, C。の極板間(図中の点線部)に厚さdの金属板を挿入する。 C,の電圧を求めよ。 いて, C, と Ca を回路から切り離し, 正·負の極性を合わせて並列につない だときの電圧を求めよ。 279

（1）の、右辺の式の、140×4.2まではわかるんですけど、なんで熱容量Cを足すんですか？？

第6章●熱とエネルギー 61 基本例題 25 熱量の保存 ト*114,115,116 熱量計の中へ140gの水を入れたとき, 容 器も水も一様に温度が 27°Cになった。 (1) 図1のように,この中へ 47°C の水40g を追加したところ,全体の温度が31°Cに なった。容器の熱容量Cは何J/K か。水 の比熱を4.2J/(g·K) とする。 (2) さらにこの中へ, 図2のように, 100°℃に熱した150gの金属球を入れてかきま ぜたところ,全体の温度が40°℃になった。金属球の比熱cは何J/(g·K) か。 150g 100℃ 140g 27℃ 40g 47°℃ 180g 31℃ 図1 図2 針「高温物体が失った熱量=低温物体が得た熱量」すなわち, 熱量の保存の式をつくる。 答(1)熱量の保存によって 40×4.2×(47-31)3 (140×4.2+C)×(31-27) これを解いて C=84J/K (2) 熱量の保存によって 150×c×(100-40)={(140+40)×4.2+84}×(40-31) これを解いて c=0.84J/(g-K)

ドブロイ波長についてなんですが 波長の整数倍nと量子数nが一致する理由ってありますか？

標準問題 子の速さを1,真空のクーロンの法則の比例定数を ko とすると, 軌道半径rはe, m, ko, v との間にはたらく静電気力を向心力として, 等速円運動をしていると考える。このときの電 を用いてア=ア] と表せる。 軌道の周の長さ 2πrは, 量子条件より, 正の整数(量子数) 20原 124 A) 必147.〈水素原子モデル〉 次の文中の「ア]から「カに適切な数式や数値を入れよ。 ボーアは水素原子の構造に関する次のようなモデルを提唱した。 n, プランク定数hおよびm, uを用いて, 2πr=_イ」と表せる。この式は,ド·プロイに よって物質波の考えが導入されて以降,「2πrが定常状態の電子の波長(ド· プロイ波長)の 整数倍である」と考えられるようになった。これらの関係から, 量子数nの定常状態の軌道 半径r,はe, m, ko, h, n, π を用いて, グカ=ウ」と表すことができる。n番目の定常状 態にある軌道上の電子の全エネルギー Enは, 電子の運動エネルギーと,静電気力による位 置エネルギー(無限遠を基準とする)の和より, e, m, ko, h, n, π を用いて, En=エ と表される。このように, ボーアは水素原子の中で定常状態にある電子は,とびとびのエネ ルギー準位をもつという仮説をたてた。 ボーアの水素原子モデルにおいて, 電子が n=1 の定常状態にあるときを基底状態, n>2 の定常状態にあるときを励起状態という。量子数nの励起状態にある電子は,きわめて短い 時間で量子数n'("'<n)の状態に移り,その差のエネルギーを光子として放出する。このと き,放出される光子の波長入は振動数条件から, 真空中の光の速さcおよび e, m, ko, h, n, n', π を用いて, ー%=Dオ]と表される。 水素原子の示す線スペクトルの観測結果から得られた輝線の波長入は,リュードベリ定数 Rを用いてー=Rー)の規則性をもつことが示されていた。 ボーアの水素原子モデ ルによるリュードベリ定数の計算結果は, すでに知られていたリュードベリ定数の値と高い 精度で一致し,水素原子のスペクトルを理論的に説明することに成功した。リュードベリ定 数 R=1.1×10'/m とすると, 水素原子の線スペクトルのうち, 可視光線領域 (3.8~7.8×10-7m)の輝線群の2番目に長い波長は, 有効数字2桁でカ 1 1 2 n Im と計算できる。 [20 九州工大 改]