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物理 高校生

物理 分散の範囲です 一枚目が問題、二枚目が解答です。 答えはあっていて、解説もなんとなくわかるのですが、解と書いてあるところにある文章の言っている意味がわかりません。(二枚目左ページ下) 赤に比べ、紫に対する屈折率が大きかったら、なぜ二度にわたる屈折における屈折角が小さ... 続きを読む

72 ***Exercise 雨上がりに姿を現した太陽を背にし て空を見ると、色鮮やかな虹が見えるこ とがある. 虹が現れる原理の最も基本的 な部分は、水滴を通過する光の経路に反 射と屈折の法則を適用すれば理解でき る。 簡単のため水滴は球形と仮定する。 図1に示すように、水滴への入射光とそ れに平行で水滴の中心を通る軸XY と の間の距離をとする。 ここでは、この 距離を水滴の半径4で割ったもの a 主虹と副虹の発生 時間20分 4次散乱光 入射光・ 次 一般に観測される1本の明るい虹を主虹 太陽光 X-1. 0 3次乱光 を衝突径数と呼ぶ, したがって, 衝突径数は0からまで変化する。 第2 ① 分 図3に示すように、 虹の外側に の薄い虹が現れることがある。 水の屈 車は光の酸によってわずかに異なり 色の光と比べると、紫色の光に対する 2率は約1%大きい、以下の設問の中で、 数 答えるべきものについては、主虹また 虹の赤色の光について考えればよい。 お、水滴での透過率や反射率の入射角依存性は無視できるものとする。 同じく図1に示すように、水滴の表面では入射光の一部は反射する。この反射光 散乱光と呼ぶ。 残りの光は屈折して水滴中に入射する。 次に衝突する表面でも、 過する部分(2次散乱光)と反射する部分に分かれる。 以下、同様の過程が繰り返され 入射光と散乱光のなす角0は、水滴によってどれだけ光の向きが変えられたかを 散乱角と呼ばれる。 図1には3次散乱光の散乱角と4次散乱光の散乱角が図示 ている。 また、 図2には赤色の光に対する3次散乱光と4次散乱光の散乱角を衝 の関数として示した. 3次散乱光 180 160- 1403 120 散乱角,100円 または 9. (度) 80 60 4次散乱光 40 20 0 0.1 0.2 0.3 [観者 図3 主虹 水滴の上半球から入射し、屈折 反射, 屈折を経て水から出てくる次散乱光が主 虹となる。 以下の設問に答えよ。 図2で衝突径数の変化に対し、散乱角の変化が大きいときと小さいときで、どち らの散乱光の方が明るく見えるか。 理由とともに述べよ。 (2) 設問1(1)の考察より。 主虹を形成する光の散乱角はおおよそいくらか、 (3) 主虹の場合、赤色と紫色でどちらが内側(地上側)に現れるか、理由とともに述べよ。 4次散乱光によって形成される副虹について以下の設問に答えよ。 (1) 太陽光の入射方向と観測者の位置が図3のようで あるとき、入射光が水滴内を通過して観測者の目に届 くまでの光の経路を, 3次散乱光の光経路 (右図) にな らって図示せよ。 (2) 副虹を形成する光の散乱角はおおよそいくらか。 入射光 (3) 副虹に現れる色の順番は主虹の場合と逆になる. そ の理由を図を用いて説明せよ. 3次散乱光の経路 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 衝突径数 la 虹は, 太陽がある高度よりも高くなると観測できない. その理由を説明せよ。 ⅣV 主虹と副虹の間は他の部分に比べ暗く観測される。 その理由を説明せよ。 図 2 73 (3)

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理科 中学生

(3)②解説お願い致します🙏

電源装置 スイッチ 図2 電力や発熱に関する, 次の実験と観察を行った。 これらをもとに,以下の各問に答えなさい。 図1 [実験Ⅰ] 図1のような装置で, コッ プに水を入れてしばらく置い たあと, 水の温度を測定した。 スイッチを入れて電熱線A 2P (6V-12W) 6Vの電圧を 加えて、ときどき水をかき混 0 ぜながら, 1分ごとに5分ま 2A 水の上昇温度℃ 電熱線A 6 電熱線B 3 電熱線C [℃] 15 |電流計 水 0 温度計 電熱線 60 0 電圧計 [電流を流した時間[分]】 2 での温度を測定した。 次に, 電熱線Aの代わりに電熱線B (6V6W) 電熱線C (6V-3W) を用いて同様の操作を行い, それぞれの電流を流した時間と水の上昇温度の関係をグラフに まとめた。 図2は、 その結果をまとめたものである。 60465=1A [実験Ⅱ] 実験Iにおける電熱線Aの代わりに,3つの電熱線A~C 図3 電熱線A のうち2つをつないだもの Xを用いて, 実験Iと同様の操作 を行い, 電流を流した時間と水の上昇温度の関係をグラフに まとめた。 図3は,その結果をまとめたものである。 水の上昇温度 6 X 電熱線日 3 問1 実験Iで用いた電熱線Aの抵抗は何Ωか, 求めなさい。 [℃] 1.5] 問2 実験で 電熱線Bから5分間に発生する熱量は何か, 求め 0 なさい。 電流を流した時間 [分] 問3 次の文は、 図2のグラフからわかることについて述べたものである。文中の ① ② にあてはま る内容をそれぞれ書き, 文を完成させなさい。 1つの電熱線に着目すると、水の上昇温度は( ① )に比例することがわかる。 3つの電 熱線を比べると, 一定時間における水の上昇温度は(②)に比例することがわかる。

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