最初からわからないのでお願いします。急ぎです

1.以下の計算から古典論における水素原子の寿命を見積もってみよう。ただし、電子の質 量は9.11 × 10-31 kg、電子の電荷の絶対値は 1.602 × 10-19 C、真空の誘電率は o = 8.85 × 10-12 C/(N-m?)、光の速度はc=3.00 × 10° m/s とする。 (a) 古典電子半径 1 2 4T€o me を有効数字2桁で求めよ。(単位は m) (b) 関数 r(0) -r(t)* = 4rd が微分方程式 dr 4c dt の解であることを示せ。 (c) (b) によれば、電子の軌道半径r(t) はtが増すと減少し、やがて0になって原子は潰れ てしまう。t=0における電子の軌道半径をr(0) ~ 10-10 m として、原子が潰れる時 刻 toを有効数字1桁で求めよ。

この問題が全く分かりません。 解説をお願いします！ ちなみに答えはVa=2.8,Vb=0.70 になります。

ー川山Lの同の反発係数を0.70 とし, 床面はなめらか であるとする。 (3) 小球がはねかえった後に達する最高点の高さ h [m]を求めよ。 3運動量と力学的エネルギー 図のように,曲面と水平面からなる質量 4.0kg の台Bが,なめらかな床の上に置かれている。 ここで,台Bの水平面から高さ 0.50mの曲面 上から,質量1.0kg の小球Aを静かにすべら せた。この後,小球Aが台Bの水平面上を動 いているときの,床に対する小球Aと台Bの速さ DA, UB[m/s]をそれぞれ求めよ。 小球Aと台Bの間に摩擦はなく, 運動の前後で力学的エネルギーが保存されてい るとしてよい。また, 重力加速度の大きさを9.8m/s° とする。 25 0.50m B 30 第3章 運動量の保存 55

物性物理学の本を読んでいて、質問があります。 本では， 量子力学による1電子原子の電子状態の記述について 添付のように述べていて， (1.12)式までは良いのですが， 赤枠で囲ったところの式(1.13)の導出過程が知りたいです。 よろしくお願いいたします。

$1.2 1電子原子の電子状態 1 p° = 2me 2 a 1 V= 2m。 2m。(r+ r dr 原子においては,原子核を中心としてそのまわりの半径10-10m程度の領 の形となる。ここでAは次のような角度に関する微分演算子である。* 域を電子が運動している。原子の構造を理解するためには,この電子の振舞 1 sin 0 d0 1 を調べなくてはならない。まず最も単純な場合として,Ze の正電荷をもった A= - (sin 0 sin' 0 核のまわりを,1個の電子が運動している場合を考える。Z=1であればこ 1電子原子のハミルトニアンがこのように具体的に与えられた.このハミル れは水素原子そのものであり,Z =2であれば He* イオンということにな トニアンに対するシュレーディンガー方程式(1.9) は2階の微分方程式の形 る。 をしている。これを満たす解として波動関数T(r, 0, φ) が求まれば,1電 原子の質量のほとんどは核に集中しているので、そこを重心として座標の 子原子における電子の分布の様子がわかる。ところで,原子に属する電子の 原点にとってさしつかえなかろう。電子は -e の電荷をもち,核の正電荷 波動関数は,核から十分遠方(r→0)ではゼロに収束するはずである。こ Ze とクーロン相互作用をもつ。そのポテンシャルエネルギーは電子と核の のような境界条件の下で(1.9)式を考えると,電子のエネルギー固有値 E が 間の距離rに反比例し, 離散的な特定の値をとるときのみ解が存在する。これは量子力学系の顕著な Ze? V(r) = - 特徴である。 4TE0ア 最も低いエネルギー固有値を与える解は球対称で、次の形をしている。 である。* これは万有引力と同じ形をもつので,古典的に考えれば,地球が 17Z/2 ( exp(-) 太陽のまわりを回るように電子は核のまわりを楕円軌道を描いて回ると考え 『(r) = たくなる。しかしながら,このような極微の世界まで古典ニュートン力学が ただし,ここで そのまま成立するわけではない,電子の振舞を正しく理解することは,今世 4TEh An = mee? =0.529 A 紀初頭登場した量子力学をもってはじめて可能となった。量子力学によると, 電子の存在確率は波動関数 『(r)の絶対値の2乗に比例する。定常状態では 『(r)は次のシュレーディンガー方程式を満たすというのが量子力学の骨子 はボーア半径とよばれる。 である。 H V (r) = ET (r) ここで はハミルトニアンで,電子の運動エネルギーとポテンシャルエネ ルギーの和であり, 1 p°+ V(r) 2m。 H = の形をもつ。** 第2項のポテンシャル項は方向によらず,核からの距離のみ に依存するので,全体を極座標を用いて表した方が都合がよい。このとき, 第1項の運動エネルギーの部分は Eo = 8.8542 × 10-12 F/m は真空の誘電率。 m。は電子の質量,p= - iAVは運動量オペレータである。ただし,▽はナプラと読 み,直交座標系では 定,立,えを直交する単位ペクトルとして、V= -+ の形をもつ微分演算子である。カ = h= 6.626× 10-4JSはプランク定数。

できれば至急お願いしたいです。 ⑷が分かりません。v1-Vになりそうなのは分かりますが計算した結果がどうしてそうなるのかわかりません。 どなたかよろしくお願いします。

図1のように軽い棒の両端に質量mの質点がついているものを考える。 棒を鉛直面内で角速度wで回しながら水平方向に初速度 voで投げるとする.棒 の長さは26,重力加速度をgとする。 1) 棒について以下の3つの運動方程式を立てよ。 i) 重心の水平方向(X) 重心の上下方向 (Z) 重心周りの回転(0)(ヒント:相対回転運動に関する運動方程式を用いよ) 2) (1) に基づいてX(t), Z(t), 0(t) の解を求めよ。 初期条件:t=0の時, X(0) = 0, Z(0) = 0, 0(0) = 0とする i) 重心の水平方向(X(t)) ii) 重心の上下方向(Z(t)) 重心周りの回転 (0(t)) 3) 時間tでの座標系 OXZにおける両端の座標を絶対座標系でそれぞれ求めよ。 4) 水平方向に投げた棒について、重力の位置エネルギーの総和を求めよ、ま た,これと全運動エネルギーとの和である力学的エネルギーが保存される(時 間tによらない)ことを示せ。 Z X 「m (X,Z) (m

角運動量に関する問題です どなたか教えて頂けると助かります🙇‍♂️

次の間題を解いて解答を pd k のもとで運動している。ただし、 kは 196 問題: 質量mの粒子が中心力ポテンシャルU(r) = 正の定数、rは位子の位置ペクトルrの絶対値とする。 (1) 位置r= 3ne, +2ae, - Gae, におけるポテンシャルUの値とその位置にある粒子に働く力F を求めよ。ただし、aは長さの次元を持つ正の定数である。 (2) 粒子が(1)の位置にあり、 連度o=D2ue, + 2ue, - 5ue:で運動しているときの力学的エネル ギーEと角運動量との値を求めよ。ただし、uは速度の次元を持つ正の定数である。 (3) 粒子の運動はある平面上に限られる。その平面を表す式を求めよ。(位置ベクトルを表すデカ k ルト座標の間の関係式として表せ。)また、u= のとき、rSとr2 8aの領域には違 2m することができないことを示せ。

とある短大の物理学の教科書の問題です。 「単振動する小物体Aの時刻t(s)における変位y(m)が、y=0.15sin2.0tと表された。変位が振幅の半分のとき、Aに生じている加速度の大きさはいくらか」 というもので、私は 「-6.0×sin2.0t」にt=3と代入した... 続きを読む

6の方の考え方を教えてください W=nR(T2-T1)を使おうと思ったのですが、nの出し方が分かりません…

問16.6 ある理想気体が 150 kPa の一定圧力の下で外部から 60 kJ の熱量を全粘されて, 体積が0.20m3 だけ増加した. このとき, 気体のなした仕事はいくらか. また, 内部 エネルギーはどれだけ増加したか. 間16.7 絶対温度7i の1モルの理想気体がある. この理想気体の体積を一定に保ったま ま熱量のを加えたところ, 絶対温度は75 になった. 内部エネルギーの次化量はいく らか. また, この理想気体の定積モル比狭はいくらか.

なぜ、CO＝8と分かるのですか？

物 理 商w 鏡面の形状が半径 8 cm の球面の一部からなる凹面鏡がある。図4のよう に, その光軸(主軸) と思面鏡の交点Oから 20 cm 離れた光軸上の位置に。 小さい物体を光軸と垂直に置く。この凹面氏によって生じる物体の像の種類 と点 Oから像までの距離の組合せとして最も適当なものを, 下の①ー⑥の うちから一つ選べ。ただし, 点Cは凹面鏡の球面の中心で,。 CO の中点が凹 面鏡の焦点F となる。また, 光軸に平行な光線は思面鏡での反射後。 焦点 Fを通s。| 4 ] 避O から像までの距離cm〕 人 5 8 2 5 8

至急お願いします 本当にお願いします

[軸 [1・芋選択者用問題】(配京 33点) ゞざのシと ンダーと浴らかに動くピストンによって, 1 モルの単原子分子理想 気体(以下, 気体とよぶ)を閉じ込めておく。シリンダーの中にはヒーターHがあり, 遠隔操作できるようになっている。シリンダーとビストンは断熱材でつく ちれており, た, シリンダーの厚さおよびヒーター 耳の体積 重き, 熱容量は無視する。大気圧 を 記、重力加速度の大きるを の, 気体定数を 尽 として, 以下の〔I), 【) の問に答え よ。 シリンター 図1 【1) 茹1のように, シリンダーの底面を水平を床上に置き、シリングーとビストンを 鉛直に立てたとき、ビストンの上面と水平な天井との距離は たであり9, ビストン の下面とシリンダーの識面との距離も / であった。このとき, 気体の圧力は2肪 絶対温度は 7。 であった。この状趣を状態1 とよぶ。 関1 ビストンの質量を Sg を用いて求めよ。 -問4 2を R、S, た。尺を用いて求めよ。 ヒーター耳をしばらくの間作動きせたところ, ビストンはゆってりと上昇し、ビ ストンの上面が天井た挟する直前で止まった。との状態を状態2 とよぶ。 間3 状態2における気体の圧力 肪 を 肪を用いて求めよ。また, 状態2における気 体の絶対温度 7? を 7。 を用いて求めよ。 間4 状下1から状態2への変化において, 気体の内部エネルギーの変化 4 とと ーター HHから生した熱量 の,。 をそれぞれ 双。 76 を用ぃて求めよ。 さらにヒーター是をしばらくの間作動きさせ @, と同じだけの熱量を気体に加え た。 その壮果, 気体の状態は状態 3 となった。 問$ 状態3における気体の絶対温度 7。 を 76 を用いて求めよ。また, 状態3 ける気体の圧力 用 を 用 を用いて求めよ。 5 (TI) 図2のように, シリンダーを液体の中に鉛直に入れたとこ から測った溢面の高きがんとなり, ビストンの上面と天寿と た。 このとき, 気体の状表は状態 1 と同じであっ

演習教えてください！！

1郵e思の 7 90三品のウスハ馬細9 マイYー有おう原と 中四碑杉の②導うとseコーーの人9マffっ0一 3 「0\う9.0=ザ+ォザ<6古骸の田旭 可'田改 'そタッ半のンータネYーのっ Cf @※る22 久可のYーの時 1 ィの2 6とと6田時放2叶回寄f0Yー 6 送還のを る叶明2ルみる: サザ の礼s早回回*《ミ0子う有田羽如 *田巳 “2ダイ計和YYーテウイ巴紛奉 Cfユィ<タYの与 エネYの5 >とぇ朋肢昆二 をを第三タィこと q史9③2)衝マ年回遂 9骨っ)且 自②と一羽夏 定!請巡羽下雄本マフ半を 2 6YKHW コ斑裕え囲防久 (陵曽と*) 計聖>丁るそ の章交里所放号外のと一チ拓“時々回逆の首夏を 座症うとう4異田6ウィ「」る中前>醒友 〇こっ 剛代重砲陳と遇の “ニタイコ田羽:を7履っ) 遼好状吾大宣 放⑳ マキそ陣姓状下雄本>)清一 そる泥彰マ評 放っ牌層f)の9中6 "(年て立ネィっの婦 訟0ニタ/⑦ 写外の0ニナ(714パテ吾好大本の本 穫習の吾太柚 て f@※まる腕章 記の0 マ際> 0玉可李Gve本のイコのYS下る羽太の下生 を明 rr N々贈 3 了国 芋光こと憧そ玖東の- 巡タ広恵の重信本 T最藤 <r