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物理 高校生

問七の問題のとゅうしきがわかりません! 回答は写真に載っています よろしくお願いします!

A 物質波 光やX線などの電磁波が粒子性を示すことが明らかになると,ド.プロ イは逆に,それまで粒子と思われていた電子のような 粒子も,波として 1892-1987 ぶっしつ は の性質(波動性)をもつ のではないかと考えた。この波を物質波 またけ ド·ブロイ波 という。1924年,ド·ブロイは,質量m, 速さひで運動士 る粒子の運動量の大きさをかとして,その粒子の物質波の波長入は、, 次き material wave は de Broglie wave で表されるという仮説を立てた。 物質波の波長 粒子性) (波動性) h_h ス= ニ p入=h p mu 物質波の波長 プランク定数 A[m) h[J-s] plkg·m/s] 粒子の運動量の大きさ m[kg) 運動量か 波長え 電子 光子 電子波 光波 粒子の質量 o[m/s) 粒子の速さ ド·ブロイの仮説によると,100 V 以上 の電圧で加速された電子の物質の波長は, 約 10-10 m 以下となり,これはほぼX線の 波長領域に相当する。したがって, このよ うな電子の流れ(電子線)を結晶に当てると, X線回折と同様の回折現象が生じることが 予想された。そして, 1927年から 1928年 にかけて, デビソン, ガーマー, G.P. トム 20 O図 20 電子線による回折像 (酸化マグネシウム (MgO)の単 結晶) 1881-1958 1896-1971 1892-1975 ソン, 菊池正士らによる電子線回折の諸実 験により,物質波の存在が確かめられた。その後, 電子に限らず,陽子や 中性子,原子·分子のような粒子も波動性をもつことが確かめられた。 1902-1974 問7 電圧Vで加速された電子(質量m, 電気量 -e)の物質波の波長入を,プラン ク定数をhとして求めよ。 また, 電子の質量を9.1×10-31 kg, 電気素量を 1.6×10-19 C, プランク定数を6.6×10-34 J·s として, 電子の加速電圧が 1.0×10*Vのときのえの値を求めよ。 h ●特に、粒子が電子の場合の物質波を電子波 という。 2meV. 1.2×10-"m 第5部 なNま

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物理 高校生

原始分野の問題です 問六がなぜそうなるのかがわかりません 2dsinθ=nλよりθ=1/2πの時なのでしょうか

通りも考え に入射しても,屈折しない。 ブラッグの条件 2dsin0=n> (9) 格子面の間隔 d [m] 0[rad または度] 入射X線と格子面とのなす角 A [m) X線の波長 n=1, 2, 3, 図 18(a)より,波長入のX線は,式(9)の条件を満たす角0で格子面に当 たるときに,入射方向と 20の角をなす方向に強く反射されることがわか る。また,単結晶内には, 間隔の異なる格子面のとり方が何通りもあり, X線回折の写真にはX線が干渉して強め合う点が斑点状に多数見られる。 →図 17(b) X線回折に関する実験は, X線が波の性質をもつことを証明すると同時 に,原子が実在することと結晶構造の規則性を直接的に証明した。そして. 式9)より、 X線の波長入から格子面の間隔dが実験的に求められるように なり、X線回折の実験は結晶構造を知るための有力な手段となった。 結晶によってX線回折が起こるということは, X線の波長が格子面の間隔d と同じ程度に短いということである。 d=2.8×10 mのとき, X線の波長が 問 6 -10 いくら以下なら強い反射X線が得られるか。 5.6×10-10 r m 参 X線回折の生物学への応用 20世紀中頃には, X線回折は, 生物をタンパク質 . ベルで研究する構造牛物学に レNけま

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物理 高校生

良問の風136問1、2についてです。問一では有効数字2桁で求めているのに対し、問2では有効数字3桁で求めているのはなぜですか?

下する油滴を顕微鏡で観察し,電気素量e[C]を測定した。密度p(kg/ 霧吹き 口に語句または式を記し, 問 136 いに答えよ。 電気量には最小の単位があり,全ての 電気量はその整数倍になっている。この 最小単位を電気素量といい, これは ()のもっている電気量の大きさに 等しい。ミリカンは, 図1のような装置 に霧吹きから油滴を吹き込み,間隔d[m]の平行な極板 A, Bの間を」 下する油滴を顕微鏡で観察し, 電気素量e[C]を測定した/密度p[ko/ m), 半径r[m]の球形の油滴の運動を考える。重力加速度をg[m/) とし,空気の浮力は無視する。 油滴は極板間に電場がないときは, 重力と空気の抵抗力を受けて、熱 「 直下向きに一定の速さ(終端速度)u [m/s]で落下する。空気の抵抗力は ことuの積に比例するので, 比例定数をkとすると,この抵抗力と重 力のつり合いの式は ]と書ける。 油滴は一般に帯電している。その電気量をg [C]とする。Aに対するBの電位をV[V](V>0) とすると,油滴は図2に示すように, 鉛直上向き に一定の速さ p.[m/s]で上昇した。このときのつ り合いの式は反(のとなる。 (イ)と(ウ)よりgはu, Us d, r, k, Vを用いて, q= DE) 油 油滴 SAS; 線 B 図1 A- 0 (V] - B= V (V) 図2 れる。 Pと表さ 問)密度 855 kg/m'のパラフィン油を用いて測定したところ, ある油 滴のひは3.0×10- m/s であった。 kは3.41×10-kg/m·s なので,

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生物 高校生

課題に追われていて死にそうです 誰か優しい方答えを教えてください 答えてくださった方が幸せな人生をおくれますように

3. 図を参考にして、 DNAの横造に関する各問いに答えよ。 (1) DNAの構成単位である右図を何というか。 (2) 図のDで示された物質の名称を答えよ。 (3) ので示された部分を何というか。 2 (4)核酸は2種類ある。DNA と何か。 1. 遺伝子の本体といわれる DNAについて次の問いに答えよ。 (1)最初,遺伝子の本体は DNA ではなく何だと考えられていたか。 (2) 1869 年に, 包帯についた膿からヌクレインを発見したのはだれか。 1:1となるという規則がみいだされた。この規則を何というか。 (7)ある生物の DNAに含まれるTの割合が20%であ った。(6)の規則から考えて, Cの割合は何%か。 (8) 1953年二人の学者が、(6) の規則や,ウィルキン だれか。 AR AIP P) (4)(3)のように, R型菌からS型菌に変化するような現象を何というか。 (5)(4)の現象を起こす物質がDNA であることを実験で示したのはだれか。 (6) ハーシーとチェイスはファージを使ってDNAが遺伝物質であることを示した。ダンク賞 とDNA, それぞれを標識するために使ったのは何か。 C(G R ス, フランクリンらが解析した DNA のX線回折像 をもとにDNAの構造をつきとめた。 二人の学者と |AL へ へ は,だれとだれか。 R |GCの AR へ (9) DNAは2本の鎖がからみあった, らせん階段のよ へ うな形をしている。 このような構造を何とよんでいるか。 (10) 図のようにAはTと, GはCとの組み合わせでしか結合できない。 このような関係を何 というか。また,この対になって結合したものを何というか。 2. 肺炎双球菌には, カプセル状の膜をもつS型菌と, カプセル状の膜をもたないR型菌とがあ る。これらを用いて次の実験を行った。(1)~(4)の問間いに答えよ。 a. S型菌を注射するとネズミは発病した。 b. R型菌を注射してもネズミは発病しない。 c. S型菌を煮沸したものを注射してもネズミは発病しない。 d. R型菌と,煮沸したS型菌を混ぜて注射するとネズミは発病した。 e. S型菌のタンパク質とR型菌を混ぜて培養してもS型菌は現れない。 f S型菌のDNA と R型菌を混ぜて培養するとS型菌が現れた。 へ へ )に適する言葉を入れよ。 4. 次の文の( ( ア ) は, DNAとタンパク質から構成される。 ヒトの体細胞の ( ア ) は ( イ ) 本であり,半分は父方から, 残りの半分は母方から受け継がれる。 生物が父方や母方から受け 継ぐ( ア )の数をnとすると体細胞の ( ア )の数は2n となる。 nや2nで示す( ア ) の構成状態を( ウ ) という。 ( ウ ) がnの細胞にある DNAの全遺伝情報を, ( エ ) へ (1) 病原性のあるのはS型菌と R型菌のどちらか。 (2) a ~dの実験結果から結論できることは次のうちどれか。 ア) S型菌も病原性がなくなることがある。 イ) R型菌も病原性の遺伝子をもっている。 ウ) R型菌は, S型菌のもつ物質により病原性を得る。 へ とよぶ。 ウ( エ( )に適する言葉を記入せよ。 ) イ( (3) e ~fの実験結果から得られる結論として書かれた文の ( ア( 「R型菌に病原性をもたせたのは ( ア ) の ( イ ) である。」 )イ( ア( (3) R型菌に,させたS型菌を混ぜて注射し, R菌がS型型菌にのを発見したのは

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物理 高校生

(5)についてです 解説ではΔλ/λで比較しているのですが、コンプトン効果が顕著に現れなくなるのは、Δλが小さくなる場合ではないのですか? 測定するときにその変化を見ると思うのですが 分かる方いたら教えて下さい

145.〈コンプトン効果) X線を物質に入射したとき, 散乱されたX線の波長 人射X線の波長よりも長くなる現象をコンプトン効 果とよぶ。この現象は, X線を単なる波動と考えただ けでは説明ができない。 コンプトンはアインシュタイ ンが提唱した光量子仮説に基づいてX線の光子の粒子 性に着目し、光子は物質中の電子と衝突することによ って、非弾性的な (つまり, 光子のエネルギーが減少 する)散乱が起こる, と考えた。 このとき, 光子は電子に一部のエネルギーを受け渡し, 散乱 された光子の振動数はそのエネルギーの減少分だけ小さくなる。 図は、光子が電子と衝突して散乱されるようすを模式的に示したものである。電子の質量 をm, プランク定数をh, 光の速さをcとし, 衝突前の電子は静止しているものと仮定して 次の問いに答えよ。 1光子の波長をえとしたとき, この光子のエネルギーEと運動量Pをん, c. Aのいずれか必 要なものを用いて, それぞれ表せ。 2) 入射光子の波長を Ao, 散乱光子の波長を 入, はね飛ばされた電子の速さをvとしたとき, 衝突前後におけるエネルギー保存の式を書け。 (3)散乱光子とはね飛ばされた電子の散乱角は, 入射光子の進行方向に対してそれぞれ角度 0とゆであった。このとき, 入射光子の進行方向とこれに対して垂直方向の成分について, 運動量保存の式をそれぞれ書け。 (4)(2)のエネルギー保存の式と(3)の運動量保存の式を使うと, 入射光子の波長 入oと散乱光子 の波長入」の間の変化量 4A(3DAース)が求まる。この AAをれ, m, c, θを用いて表せ。 た だし、導出過程において以下の近似式を適用せよ。 散乱光子 波長: 入射光子 波長:。 OAAAA はね飛ばさ れた電子 速さ: 衝突前の電子 質量:m (静止していると仮定) + Ao_ -2=- Aod」 入。「。 15)波長が10-1~ 10~°mのX線を入射するときと比べ,可視光線(380nm~770nm) を入 射した場合は, Aの変化はほとんど無視できるようになり, コンプトン効果が顕著には現 れなくなる。その理由を(4)で求めた式を参考にして, 簡潔に述べよ。 なお, 1nm は 10-°m である。 [16 大阪府大)

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