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物理 大学生・専門学校生・社会人

この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

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物理 高校生

(2)について質問です。 (2)ではAとBを合わせた力学的エネルギーの保存を考えてますが、Aと Bそれぞれで力学的エネルギーは保存されないのでしょうか?

基本例題 27 力学的エネルギーの保存 117~121 解説動画 定滑車に糸をかけ, 両端に質量mおよびM (M>m) の小球 A, Bを取りつけた。 Aは水平な床に接し, Bは床からんの高さに保持 されて糸はたるみのない状態になっている。 いま, Bを静かにはな すとBは下降を始めた。 重力加速度の大きさをg とし,床を高さの 基準とする。 (1) Bが床に衝突する直前の A, B の速さをvとする。 このとき, A, B がもつ力学的エネルギーはそれぞれいくらか。 (2) B が床に衝突する直前の A,Bの速さ”はいくらか。 A B 指針 A,B には,重力(保存力)のほかに糸の張力 (保存力以外の力)もはたらくが,張力が A, B にする仕事は,正, 負で相殺するので, 力学的エネルギーは保存される。 A:0+0=0 B: 0+Mgh=Mgh 解答 (1) B が衝突する直前の力学的エネルギ A, B をあわせて考えると、 全体の力学 エネルギーは保存されるので ーはそれぞれ 1 A : 121m²+mgh 1 2 B: Mv² +0=Mv² (2) 最初 (Bをはなした直後) の力学的 よって v= エネルギーはそれぞれ 0+Mgh=(1/12mi mu2+mgh+Mv2 gh) + 1/12 Mv² 2(M-m)gh M+m 21

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物理 高校生

ダイオードと豆電球の問題なのですが、Ⅲで答えがそのようになる理由がわからないので説明して頂きたいです。よろしくお願い致します。

第2問 ダイオードは,順方向に電圧を加えると, 流れる電流が電圧とともに急激に増大する特性をもつ。電球は,電圧 の上昇とともに熱としてエネルギーが失われるために、電圧とともに電流の上昇が徐々にゆるやかになる。電流と 電圧の特性が図2-1の曲線で表されるダイオード1個 (D)と、電流と電圧の特性が図2-1の曲線bで表され る特性の等しい電球 2個 (L, Lg)を, 図2-2のように起電力 V で内部抵抗が無視できる直流電源と接続した。 直流電源の電極側の点Bは接地した。 以下で、ダイオード、電球の抵抗値とは,それらの両端の電圧を,それら に流れている電流で割ったものとして定義する. I 図2-1に示す特性のダイオードと電球について以下の問いに答えよ。 (1) ダイオードの両端の電圧が0.70Vのときのダイオードの抵抗値はいくらか、 図2-1のグラフから読み 取った値を使って有効数字2桁で求めよ. (2)電圧が上昇するにつれて,ダイオードの抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない (3)電球の両端の電圧が0.30Vのときの電球の抵抗値はいくらか。 図2-1のグラフから読み取った値を 使って有効数字2桁で求めよ. (4) 電圧が上昇するにつれて、 電球の抵抗値はどのように変化するか、以下の選択肢から選べ. (ア) 急激に増大する (イ) 急激に減少する (ウ) 変化しない -4- 九州工改題) 電流 [A] 3.0 2.0 1.0 Dale A. 0 1.0 0 0.5 電圧[V] 図2-1 直流電源 V [V] B L1 L2 図 2-2 -5- b 1.5 2.0 A 09 1124 D 076

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理科 中学生

青く丸つけたところが分からなです 教えてください

ヒトの刺激に対する反応について調べるため,次の実験を 行った。 実験 [1] 図1のように、16人が手をつないで輪をつくった。 [2] Kさんは,左手にもったストップウォッチをス タートさせるのと同時に、右手でとなりの人の左手 をにぎった。 図 1 Kさん しさん ストップウォッチ [3] 左手をにぎられた人は、右手でとなりの人の左手をにぎることを順に行った。 [4] 16人目のLさんはKさんから右手でストップウォッチを受け取り、自分の 左手をにぎられたらストップウォッチを止め、時間を記録した。 [5] [2]から[4]までを,さらに2回繰り返した。 実験における3回の測定結果の平均は, 4.8秒であった。 実験において, 左手の皮膚が刺激を受け取ってから右手の筋肉が反応するまでにかか る時間は,次のPからRまでの時間の和であるとする。 P…左手の皮膚から脳まで, 神経を信号が伝わる時間 Q・・・脳が 信号を受け取ってから命令を出すまでの時間 R···脳から右手の筋肉まで, 神経を信号が伝わる時間 次の文は血液循環についての, Mさん。Nさん と先生の会話である。 図2はヒトのからだを正面 から見たときの, 心臓のつくりと血液の循環経路 を示した模式図である。 Mさん 運動すると, 心臓の拍動が激しくなる よね。 Nさん運動するためには酸素がたくさん必要 だからね。 心臓の拍動数をふやして 図2 ABICID 心臓 肝臓 (5) 小腸 じん 多くの酸素や養分を全身へ送ろうとし ているんだ。 全身の細胞 Mさん:どうして運動するためには,酸素や養分がたくさん必要なんだろう。 Nさん:それはひとつひとつの細胞で、細胞(による) 呼吸がさかんに行われるからだよ。 肺呼吸で酸素が取り込まれて, 酸素の割合が最も高い血液が流れる血管は図 2のXで食後に養分が取り込まれて、 養分の割合が最も高くなる血液 が流れる血管は図2の Y だよ。 Mさん: 運動の前後で。 全身に送られる酸素量にはどれだけちがいがあるんだろう。 先生:ヒトの場合、肺から心臓へ流れてきた血液100cmあたり20cmの酸素が含まれ ているんだ。そして1回の心臓の拍動で運動前には70cm 運動後には100cm の血液を全身に送り出しているんだよ。

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理科 中学生

⑴と⑵の解説をお願いしたいです 答えは⑴がエ⑵がアになってます

× 9:35 7/11 … edu.chunichi.co.jp 口 山 〔実験1] について調べるため,次の 〔実験1] から 〔実験3〕 までを行った。 ① 図1のように, コイルAの中を通るよう 図1 に台を置き, コイルAの両側に方位磁針a, bを置いた。 コイルA 方位磁針 a 台 方位磁針 b [実験2] ②次に、 図1の矢印の向きに電流を流し, 方 位磁針a, bのN極が指す向きを調べた。 ① 図2のように, エナメル線を巻いてコイ Bをつくり, 一方の端のエナメル線のエ ナメルはすべてはがし、 もう一方の端のエ ナメル線は下半分だけはがした。 ①のコイル B, 発泡ポリスチレンの板, 磁石、針金, 電池, スイッチと導線を用い て, 図3の装置をつくった。 電流の向き 図2 コイルB エナメル線 ただし, 磁石はN極が上になるように発泡 ポリスチレンの板に置いてあり, コイルBは 自由に回転できるようになっている。 下半分だけ はがす すべて はがす (3) 次に,スイッチを入れ, コイルBの動きを観察してからスイッチを切った。 ④ さらに, 磁石を取りはずしてからスイッチを入れ, 図4のように, N極が上にな るようにして棒磁石をコイルBの真上からゆっくり近づけ、コイルBの動きを観察し てからスイッチを切った。 [実験2] ③では, コイルBは図3の1の向きに回転し続けた。 図3 コイルB. 図4 近づける 発泡ポリス 棒磁石 チレンの板 針金、 磁石 スイッチ 電池 実験3] ① 図4の装置から電池とスイッチを取りはずし、 コイルBが回転しないように固定 してから、 図5のように, 針金と検流計を導線で接続した。 ② 次に, 図5のように, 棒磁石のN極をコイルBに向け, コイルBに近づけたのち にコイルBの手前で静止させた。 このときの検流計の針の動きを観察した。 さらに、図6のように、 棒磁石のS極をコイルBに向け, コイルBの手前で棒磁 石を静止させてから, ②で棒磁石をコイルに近づけたときより速くコイルから遠ざ けた。このときの検流計の針の動きを観察した。 図5 検流計へ コイルは固定 検流計へ 近づける 図6 検流計へ 検流計へ 遠ざける 〔実験3] ②で、磁石をコイルに近づけたとき, コイルに電流が流れて検計の針は左に振れた。 -(9)- ◇M4(847-30) 2013B_rika_q.pdf ダウンロード X G 69 |60

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