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物理 高校生

【物理、光の性質、フィゾーの光速測定】 2枚目に書いたんですけど、これが質問です。 ずっと考えても調べても出てきませんでした。 教えて欲しいです

例題 フィゾーの光速測定 AP₁ ・ゾーは、右図のような装置を用いて, 初めて地球上で光速を測定した。最初,歯車 止まっているときには、歯の間を光が通り, 遠くにある平面鏡に反射して再び歯の間を通 り抜けて戻ってくる。歯車を回転させると, 光が反射して戻ってくる間に歯が動くので 回転数を上げていてことで反射光が歯に遮ら れてしだいに暗くなる。 さらに回転を速くし ていくと,再び明るく見えるようになり, 最 でも明るくなるときの回数から光速が求められる。 いま 歯数4000の歯車を用い ると、回転数が毎秒201 回転数が毎秒20回になったときに初めて最も明るくなり、光速の値として /3.0 x 10°m/s が得られた。 歯車と平面鏡との間の距離はいくらか。 Plate UTA 2 反射光が一度暗くなって再 び明るくなるのは, 歯が1コマ 分だけずれたことによる。 センサー 84 フィジーの光速測定 歯がコマ分回転した時 間と、光が歯と平面鏡と の間を1復めた時間とが 4個/IS 1849年,8.6kmの距離に光を往復させて光速測定を行った。 1960 半線の奴 光源 3.0×10+ S 観測者 解答 反射光が最も明るく見えるのは、歯 車の歯が1コマ動く間に, 光が歯車から 平面鏡までの距離L [m]の区間を1往復 2L 3.0×10° ハーフミラー このときするときである。 光の通り道を1s間に 通過する歯の数は、 1000×30=3.0×10 [個/s] 歯車の歯が1コマ動くのに要する時間は、 るから、 1 id H 歯車 V ・276 1 3.0×10^ 平面鏡 1コマ 光 sであ NA-AM ゆえに, L = 5.0×10'[m〕

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物理 大学生・専門学校生・社会人

量子力学の教科書で「非相対論的な計算では付加定数を適当に取るのでε=hνから求めたνの値にはあまり意味がない」とはどう言う意味ですか? この教科書ではεをエネルギー、hをプランク定数、νを振動数としています。

12 p=√2meV となり (1) の第2式から陰極線の波 長入は 1 量子力学の誕生 h h Þ √2me V と計算されることがわかる. me に数値を代入すれば, i= 入= 150 A (1Å=10-10m) V 14 1-8図 Si 単結晶 (111) 表面の低速電子 線回折写真(入射エネルギー 43eV) ( 村田好正氏 (東京大学名誉教授) によ る) となる. V~100Vの程度では陰極線 の波長は1Åの程度になる. この程度の波長の彼ならば, X線と 同様に, 結晶内に規則正しく並んだ原 子によって回折現象を起こすはずである. 事実 , アメリカのデヴィッスンと ガーマーはニッケルの単結晶で電子線を反射させ,X線のときと同様な干渉 図形を得た (1927年). また, わが国の菊池正士は薄い雲母膜で, イギリスの トムソンは薄い金属膜で,電子線の回折像を得て,ド・ブロイの予言の正し いことを実験的に立証した. ド・ブロイの原論文では,相対論的考察が用いられているが,p=h/入は 以下の非相対論的な議論でもそのまま使われるエネルギーの方は,普通の 非相対論的な計算では付加定数を適当にとるので,ε= hv から求めたの値 そのものにはあまり意味がない. しかし、 実際に測定値と比較されるのはい つもショー vmという差の形になるので、不定の付加定数を気にする必要はない. §1.4 波動力学の形成 よく知られているように張られた弦や膜とか管内の空気の振動のように 有限の範囲内に局在する波は定常波 (固有振動) をつくり, そのときの振動 数 5

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理科 中学生

(4)解説読んでもよくわからないので教えてほしいです(><)

2 光の進み方について、次の <実験> 図4のように, スリット台の上に全円分度器, 半円形レ 図4 ンズを置き,光源装置からレンズの中心に向かって光を当 て、入射光と半円形レンズの平らな側面の間の角Aと、屈 折光と半円形レンズの平らな側面の間の角Bの関係を調べ た。 表2は、空気中から半円形レンズの中心に光を当てた ときの角Aと角Bの関係を, 角Aが30° から 90°の範囲 でまとめたものである。 (1) この実験において, 角Aが50°のときの入射角と屈折角 の大きさの組み合わせとして適切なものを次のア~エか ら1つ選んで、その符号を書きなさい。 ア 入射角 50° 屈折角 65° イ 入射角50° 屈折角 25° 入射角40° 屈折角 65° エ入射角40° 屈折角 25° 199 I 60° 光源装置 表2 光の道すじ 角A[°] 角B[°] (3) 図5のように, 実験で用いた装置で, 半円形レンズの曲面側から 中心に向かって角 A が 45° となるように光を当てると, レンズの 中心からレンズの外に出ていく光が見られた。 このことについて 説明した次の文の 1 に入る語句として適切なものを、 あとの ア~ウから1つ選んで, その符号を書きなさい。 また。 2 に 入る語句として適切なものを,あとのア,イから1つ選んで、その 符号を書きなさい。 レンズから出た光とレンズの平らな側面の間の角Bの大きさは 2 していくとやがてレンズから出ていく光は見られなくなった。 イ 45°より大きく イ 小さく 【①の語句】 ア 45°で 【②の語句】 ア 大きく 図5 (2)この実験において, 光源装置からレンズの中心に光を当てたとき, 平らな側面で屈折する光の他に らな側面で反射する光も見られた。 角Aが30°のときの反射角の大きさとして適切なものを、次のア から1つ選んで その符号を書きなさい。 ア 30° イ 35° ウ 55° 半円形レンズ 90 80 70 60 50 4030 90 83 77 71 65 1601 光源装置 図6 (4) 実験で用いた半円形レンズに図6のように光を当てると光の 道筋は、レンズの曲面で反射する光とレンズの曲面で屈折する光 に分かれた。このとき, 反射光と屈折光の間の角は何度か, 求めな さい。ただし,角度は0°より大きく, 180°以下とする。 平らな側面 A 光の道すじ 光源装置 全円分度器 genn ウ 45°より小さく 光の道すじ 角Aの大きさを45° より 全円分度器 半円形レン レンズの 中心 半円形レンズ レンズの一 中心 30%

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理科 中学生

四角1の(3)中学生光の問題なんですが問題文の意味がわかりません

G STEP 3 思考力 発展問題 鏡による光の反射について、あとの問いに答えなさい。 水平な面に方眼を置とを書いた。 (0,0)の位置に2 1を上から見た集 E 枚のがするようにして、x軸上にA,y軸上にBを互いに 直角になるように垂直に立てた。 図1はこの装置を上から見たようす を示したものである。 (1,-1)の位置に物体を置いたところ、鏡A. Bに3つ像ができた。 $0 A[ (1) A. Bのみによってできる像のそれぞれの位置を座標で答えな 一方向 TOMA (2) AとBの両方によってできる像の位置を座標で答えなさい。 (3)y=-3の直線上を観測者が移動したとき、物体の像が3つとも必ず見えるの範囲を不等 で答えなさい。 ただし、観測者から見て実物と像が重なる場合も、「像は見える」とする。 次の文を読んで、あとの問いに答えなさい。 図1のような凸レンズを固定した装置を使って実験を 図1 図2のように、自分が立っている場所の座標を0とし、2枚の鏡を向かい合わせて座標と の2か所に置いた。 これを合わせ鏡といい, 図2 鏡の中には無限にくりかえされる自分の 価体 ] 鏡B[ 自分 鏡 鏡 物体 (光源) 月 光学台 T 3 像の列が見える。 (4) +方向に無限にくりかえされる像の間 2 -8-7-6-5-4-3-2-1 0 1 はどのようになっているか。 次のア~ウから選び, 記号で答えなさい。 アそれぞれの像は同じ間隔で並んでいる。 イ遠くになるにつれて, それぞれの間隔は広くなっていく。 ウ遠くになるにつれて, それぞれの間隔はせまくなっていく。 (5)+方向に見える 「自分の正面がうつっている像」の座標を.0に近い場所から2つ答えなさい [ →方向 T T 4 5 6 [ 験 しょうでん 物体(光源) を焦点より外側の適当な位置に置き, 凸レ ンズから物体までの距離を測定した。 30 リ凸 スクリーンを動かし, スクリーン上にはっきりとした像ができる位 12. 置で止めた。 i 20 ■のときの凸レンズからスクリーンまでの距離を測定した。 体の位置を変え, ①~③を数回くり返した。 果をグラフにしたところ図2のようになった。 O SHOT ON UMIDIGI G2 7 凸レンズ (一)で描き入れなさい。 (2)2の結果から凸レンズの 8 ス ク た。このとき。おおう前と比べ れぞれについて、適切なもの ① 大きくなる。 ②ア明るくなる。 ③ア物体の上半分の形にな 物体の下半分の形にな (4) 図5のように物体が焦点と ズから遠ざけて焦点の位置 像はどうなるか。 適切な えなさい。 ア じょじょに大きくな イ じょじょに大きくな ウじょじょに小さくな じょじょに小さく オ像は変化しない。 [富山 13 焦点距離が15cm えなさい。 凸レンズから 凸レンズからスク 物体までの距離 リーンまでの距離 実験1 図1のように 形の穴をあけた厚 置いた。その後、 るようにスクリー (1) 実験1でスクリ から見るとどう ア~エから選び 実験2 実験1 と 40cm, 35cm を動かした。 (2) 実験2の結 ズ 10 でか のら 0 10 20:30 距ス 離ク 凸レンズから物体 [cm〕 までの距離 [cm]

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