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物理 大学生・専門学校生・社会人

量子力学の問題です。 わかる方おられませんか

2. 外部磁場中の荷電粒子の量子力学、 Landau 準位 ベクトルポテンシャル A(t,x)、 スカラーポテ ンシャル (t,x) がある3次元空間の中を質量m、 電荷eをもつ荷電粒子の運動を考える。 その運動量 をp、 位置座標をェとすると、 荷電粒子を記述するハミルトニアンは以下で与えられる。 1 H(t, z,p) = -(p- eA(t, x))² + eo(t, x) 2m (1) (1) この荷電粒子を表す波動関数を重(t,x) としたとき、 確率密度と確率の流れの密度は、ベクトルポ テンシャルがない (演習問題No.1の) 場合に対し微分∇を 「共変微分」Dに置き換えることで 得られることが知られている。 p:=²=v*v, J:= {*D-(D)*} ここで、 2m D:= V-ie A, +∇ ・J=0が成立することを示せ。 とおいた。このとき、連続の方程式 (2) 電場E = -Vo-b と磁場 B = ∇×4が次の(ゲージ) 変換で不変であることを示せ。 at 以下電場はなく、静磁場のみがある場合を考え、磁場が向いている方向を軸とする: B = (0,0,B) Əx AA'′=A_∇入, 中→d=6+ at ここで、 入 = \(t,x) は任意のスカラー場である。 さらに荷電粒子の波動関数も同時に →=e-ie (5) と変換させた場合、 Schrodinger 方程式場=H(t,x, l∇)が変換した場に対しても同様に成 立することを示せ。 A = (0, Bx, 0) にとって、とzに依存しない波動関数 (x,y) を調べる。 (2) このとき、トの取りうる範囲を求めよ。 (3) この背景の下で縦と横の長さがLz, Ly の長方形状の十分薄い平板を0に {(x,y)|0 ≤x≤LT, 0≤y≤Ly} (7) のように置き、この平板内に束縛される荷電粒子の運動を調べる。 このとき、以下のように、ベクト ルポテンシャルを Landau ゲージ (8) (4) このことを、Schrodinger 方程式がゲージ変換のもとで共変性をもつor 共変的である、などという。 同じ量子数をもつ状態がなす部分ベクトル空間の次元のことをその状態の縮退度と呼ぶ。 (6) (3) 波動関数 (x,y)=(x)eikyのように変数分離して荷電粒子に対する時間に依存しない Schrodinger 方程式を解き、 固有関数とエネルギー固有値を全て求めよ。 ただし、演習のプリントで与えられ た特殊関数は説明なしに用いて良いものとし、 規格化も行わなくて良い。 (4) 波動関数 (x,y) は方向に周期境界条件を満たすとする。 v(x, y) = v(x,y + Ly) (5) 基底状態に対しょ軸の位置演算子の期待値 (z) をe, B,kを用いて表わせ。 また、 位置演算子の期 待値が平板内に存在する条件から、 基底状態の縮退度を求めよ。

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理科 中学生

中1の物理です もう少し詳しい解説が欲しいです 答えてくれた方にはベストアンサーつけます!

5 光や音のもつ性質について調べるために、次の実験を行った。 あとの問い <実験1> ① 水平な台の上に赤い円形のシール をはり、図1のように, シールの中 心を通る直線に合わせて直方体のガ ラスを置いた。 2 次に, シールを真上の方向から見 ると図2のように見えたが, 図1の 斜めの方向から見ると, 図 2 と異 なって見えた。 <実験2> ① R 81m 図3のように、線の間 隔が10cmの方眼紙を水平 面上に置き 9本のチョー クを方眼紙の線の交点に 合わせて,垂直に立てて 並べた。 また,交点Oか 電池 校舎 電子ブザー 135m 図3 チョーク ピンチ コック 育てす 図 1 斜めの方向 振 幅 シールの中心 を通る直線 鏡 0 90 度 <実験3> 図4のような装置で,装置内の空気を真空ポンプで抜いていくと,電子ブザーの音が小さくなっ <実験4> た。次に、装置のピンチコックを開け, 空気を装置内に入れると,電子ブザーの音は大きくなった。 ガラスでできた同じ大きさのワイングラスa~dを用意し, 図5のように水を入れた。これらの グラスのふちを、同じ強さで軽くたたいて, 音の高さを調べたところ,異なる高さになった。 図4 図5 真上の方向 ら20cmの距離にある線分AB上に, 1辺が20cmの正方形の鏡を, 方眼紙に垂直に立てた。 ② 次に,点の真上15cmの位置から片方の目で,線分ABに立てた鏡に映るチョークを観察し た。 さらに,観察した目の位置を変えず, この鏡を方眼紙に垂直に立てたまま, 点Oから60cm の距離にある線分CDに移動させて、鏡に映るチョークを観察した。 a ON......... 直方体の ガラス 円形のシール b B 10cm -5〉 図6のように、校舎の両端を点P, 点Qとし, それぞれのスピーカーから同時に音を出し,点R に置いたマイクとコンピュータに届いた音を記録した。 図7は、 届いた音の波形を示したもので, 横軸は点Pからの音が伝わってからの時間, 縦軸は振幅を表している。 図 6 図 7 点Pから届いた音 図2 Nano 10cm 直方体のガラス 円形の C 0.04 0.08 0.12 0.16 時間 [s] 点Qから届いた音 Kiri d 0.20 0.24

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数学 高校生

東工大数学 採点していただきたいです。 途中まで(ノートの左下)で間違えています 50点中何点もらえますか?

24 する。 辺ABを xl-x (0≦x<l) の比に内分する点Pと,辺ACをy: l-y (0≦y<1> の比に内 分する点Qをとり、線分BQ と線分 CP の交点をRとする。 このとき, RがAM に含まれるような (x,y) 全体をxy平面に図示し, その面積を求めよ。 (ただし、道 AB. 辺ACを0:1の比に内分する点とは,ともに点Aのこととする。) 2003年度 (3) △ABCにおいて, 辺ABの中点をM. 辺ACの中点をとする。 ポイント 前半は、平面ベクトルの典型問題である。 平面上のどのようなベクトルも その平面上の2つのベクトルa, a≠0. b=0, ax b) を用いて, Bb (a. B は実数) の形に表されること, そしてその表し方は1通りであることは重要な事実であ る。また、△ABCの間および内部にある点Pは, AP=αAB+ BAC (a+β≦1,420 B20) で表されることもマスターしておくべき基本事項である。 520) 不等式の表す領域の図示と面積を求めるための定積分計算である。 解法 △ABQにおいて, AQ=yAC (0≦y<1) であるか ら,実数s を用いて AR = (1-s) AB+syAC (0≦s≦1) ...... ① と表せる。 また, ACP において, AP=xAB (0≦x<1) であるから実数を用いて AR=AB+(1-1) AC (0≦t≦) ....... ② と表せる。 ABとACは1次独立 (AB AC. MEAN AB≠0. AC ±0) なので ①②より したがって. ①より AR=(1-1-4) AB+1-5 1-xy ここで -xyAC= x (1-y) 1-xy B 1-s=tx, sy=1-1 が成り立つ。 0≦x<1,0≦y<1に注意して, この2式からtを消去すると 1-1 E'S (1-x) -AB + Level B M O P _y(1-x) -AC 1-xy x(1-y) 1-xy とおくと AM= y (1-x) 9= 1-xy AM-AR AN-ACCA& AR=pAB+qAC=2pAM+2qAN となり、点Rが△AMN に含まれるためには xy- 2p+2q≦1④ が成り立つことが必要十分である。 ③を用いると, ④ ⑤ はそれぞれ y(1-x)206 1-xy x+y-2xy=-xy = 1-xy 0≦x<1,0≦y<1より. ⑤'は成り立つ。 また, 0≦x<1,0≦y<1に注意して, ④'を変形す ると よって, 0≦x<1,0≦y<1のもとで, ④’を満たす 点(x,y)をxy平面に図示すると、右図の斜線部 分(境界はすべて含む)になる。 すなわちy=1/1 23 2p20. 2q205062 [注]不等式 (x-2)(x-2/31) 2010/19 リー = x (1-y), -≥0. 1-xy 5- £² (1.-7. 3) 4 S= 9 2 ---- (10)+ §3 平面図形 129 UN + 1/23 を描く。 次に、この境界線で区切られた3つの部分の1つを選 y= の表す領域を図示するには、まず境界線 (x-2)(x-2)=1/ *3 び、その中の1つの点の座標を不等式に代入してみて、成り立てばその点を含む部分に 斜線を施し(同時に境界線をまたいだ隣の隣にも斜線を施す)。 成り立たなければ隣の 部分に斜線を施す。 正領域∫ (x,y) > 0.負領域f (x,y) <0は境界線をまたいで交互に 現れることを利用するのである。 さて 求める面積をSとすると

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物理 高校生

クについてなのですが、なぜ角度を大きくしても波長は変わらないのですか? この答えは②です

キ ク 問5 次の文章中の空欄 に入れる式と語句の組合せとして最 も適当なものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 6 図6のように、 底面が水平で十分に大きい水槽に水を入れ, 一定の厚さの ガラス板を水槽の底に沈める。ガラス板を沈めていない部分を領域1,ガラ ス板を沈めて浅くした部分を領域2とする。領域1で振動板を水面に触れる ようにして一定の振動数で鉛直方向に振動させたところ,水面波が伝わり, 領域1と領域2の境界面で屈折した。このときの波面の様子を写真に撮って 調べたところ、図7のようになっていた。 領域1を伝わる波の波面と境界面 のなす角度は45°,領域2を伝わる波の波面と境界面のなす角度は20°で あった。このとき,領域1を伝わる波の速さと領域2を伝わる波の速さ 2比は, 102 = キ である。 また, ガラス板の位置を変えて、領 域1を伝わる波の波面と境界面のなす角度を45°より大きくしたとき,領域 2を伝わる波の波長は、図7の場合と比べて ク ガラス板 . 領域2 領域 1 図 6 ZSME 振動板 ② (3) 領域2 ガラス板 キ 波面 : 領域 1 sin 45° sin 20° sin 45° sin 20° sin 45° sin 20° sin 45° sin 70° sin 45°: sin 70° sin 45° sin 70° 図 7 20 Warni ク 大きくなる 変わらない 小さくなる 大きくなる 変わらない 小さくなる MSR

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理科 中学生

この問題の解き方全部わからないので教えてほしいです😖💦 光の分野苦手です、、、

第四問光の反射や屈折について調べた次の実験I,ⅡIについて,あとの1~5の問いに答えなさい 〔実験Ⅰ] 図1のように、半円形レンズを記録用紙の上に置き, 光源装置で光を当てた。 記録用 紙には円と30°ごとの線がかかれてある。 光源装置からの光が A,B,Cを通って円の中心に向か うように光源装置を移動させ,それぞれの光の道すじを調べた。 図2は、これらを真上から見た 図である。図2中の矢印は,Bを通った光が半円形レンズ内を進む向きと, 平らな面において屈 折して進む向きを示している。 図 1 光源装置 電球 物体 ( BA 焦点 半円形レンズ 〔実験Ⅱ ] 図3のように、電球, 焦点距離が10cmの凸レンズ, 正方形のマス目を記したスクリ ーンを光学台に並べた。 電球の右には、正方形のマス目を記した厚紙を用いて, 図4のような大 きさと形に切り抜いてつくった物体を置いた。 電球のスイッチを入れ, スクリーンにうつる切り 抜き部分の像のでき方を調べた。 図3の物体, 凸レンズ, スクリーンは光学台に対して垂直であ り、それぞれの中心は, 光学台に平行に一直線上に並んでいる。 また,図4は,物体を凸レンズ の側から見たものである。 図3 凸レンズ 20 図2 焦点 スクリーン 30% BA 光学台 凸レンズの軸 1 平らな面 (境界面) 図 4 厚紙 切り抜き部分

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