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物理 高校生

誰かこれといてください!🙇‍♀️ 物理です。原子分野

第二問 光子の運動量を考えよう。 ただし、波長入の光子のエネルギーがhc/入 (h:プランク定数、c: 光速)であることは用いてよい。 xyz 空間にあり3辺がx軸、y軸、 z軸上にある一辺長がLの立方体容器内に、 N個の波長 入の光子がある。ただし、平面y=L上にある容器面をAとする。 また、光子の運動量ベクトル (x,y,z) (大きさは p とする) は光の速度ベクトル (Cx, y, Cz) (大きさはcとする)に並行と し、Nは十分大きいので、光子は容器内を一様に運動しているとみなしてよい。 また、光は 壁で完全に反射するとしてよい。 (1)容器内のエネルギーを求めよ。 (2) 一つの光子が面Aに及ぼす時間平均の力を Pys Cy, L を用いて表せ。 (3) 平面Aにかかる光子の圧力をN、c、L、pで表せ。 次に、この容器をゆっくり大きくして、一辺L+△L の立方体にゆっくり変える (変化1とする)。 ただし、 AL は極めて小さい。 (4) 光子のする仕事を求めよ。 今度は光を波として考えると、容器の向かい合う壁 間に定常波が出来ていると解釈できる。 変化1によ り、光の波長入は入 + △入になった。 (5)入、△入、L、ALの関係式を求めよ。 (6) これまでのことより、 pを求めよ。 X Z L L L A Ly

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物理 高校生

オとカにについてです。 なぜ終端速度の時は等速度になるのでしょうか?教えてください

126 19 電子と光 ☆必解 149. <ミリカンの実験〉 次の文中の空欄 ア~カに当てはまる式を答えよ。 空欄には数値を有効数字2桁で記入せよ。 ただし, 重力加速度の大きさを g 〔m/s'], プランク定数をん 〔J•s]. 光の速さをc [m/s] とする。 電気素量を図の装置で測定することを考えよう。 イオン化 するために必要な電離エネルギーがU [J] の中性原子は, 外 光源 部から照射される波長入 〔m〕の光子と衝突すると 微粒子 噴射器 顕微鏡 [m] のとき,電子を放出して正のイオンとなる。 イオンや電子が生成される空間 中に微粒子を噴射すると,微粒子は帯電して電場による力と重力を受けて運動する。光源か ら可視光を照射すれば,光を散乱する微粒子の運動を顕微鏡で観測することができる。 強さがE[V/m〕 の電場の中で電気量g [C] (g>0) の微粒子が受ける力の大きさはイ 〔N〕である。微粒子の質量がm 〔kg〕 であるとき, 電場によって微粒子を静止させるために は、電場の向きを鉛直上向きとし, 強さをウ 〔V/m〕 とする必要がある。 鉛直上向きの電場の強さを Eì 〔V/m〕 に調節して質量m 〔kg〕の微粒子を上昇させた。微 粒子が空気中を速さ” [m/s] で運動するとき, 比例定数をk [N•s/m〕 として大きさんの空 気による抵抗力を受ける。 微粒子の加速度は鉛直上向きを正としてエ 〔m/s2] となる。 また,微粒子が十分な距離を運動した後の終端速度の大きさ v1 〔m/s] は, v = [m/s] と求められる。ここで電場の強さを0にすると微粒子は自由落下を始める。 十分な距離を落 下運動した後の終端速度の大きさv2 [m/s] を測定すれば, 微粒子の質量がわからなくて も測定したvv2 を用いて微粒子の電気量を g= [C] と求めることができる。 このようにして4回測定を行ったところ, 観測された電気量は3.1×10 -19C, 4.7×10-1C, 8.0×10-1C, 1.11×10 -18Cであった。 これらの測定値,および測定値の差は電気素量の整 数倍である。また,電気素量の値は 1.0×10 -1℃以上であることが知られている。 以上より, 得られた測定値から電気素量を有効数字2桁で求めると キ C となる。 〔19 同志社大 〕 必解 150. 〈光電効果〉

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数学 高校生

紫のマーカーで囲っている部分の解説がわからないです。

[数上級プラン120 (共通テスト対策) 問題52] を実数として, Q(x)=x+px²+2px+8 とする。 方程式 Q(x) =0は,異なる3つの 負の実数解 α, β, r をもつとする。 ただし, α<B<y とする。 α, B, y が条件 (β-α): (r-β)=4:1 ①を満たすとき、3つの解α, β, Y と の値を求めよう。 Q(アイ)=0であるから, 因数定理により Q(x)=(x+ウ){x+(カーエ)x+オ が成り立つ。 2次方程式x2+(カーエ)x+1 ****** オ =0 ②が異なる2つの負の実数解をもつと きのうのとりうる値の範囲は,カ キ である。 カの解答群 > ① < ② N ③ ④キ 解と係数の関係から, 方程式の解の1つは絶対値が2より大きく, 他の解の絶対値は ク 2より小さい。 したがって, 解と係数の関係と条件 ①によりα=- 解説 コ シス 1, 7=- p= である。 サ Q(-2)=(-2)+p.(-2)²+2p.(-2)+8 =-8+4p-4p+8=0 x2+(-2)x+4 x+2)x+ x2+ 2px+8 よって, Q(x)はx+2を因数にもつから 2x2 Q(x)=(x+2){x2+(p-2)x+4} (p-2)x²+ 2px と因数分解できる。 (カー2)x2+2(p-2)x 2次方程式+ (p-2)x+4=0 ② の2つの 4x+8 4x+8 解を α', β'とし, 判別式をDとする。 0 D=(p-2)²-4-1-4-p²-4p-12 解と係数の関係から α'+B'=-(p-2)=2-p, α'B'=4 方程式②が異なる2つの負の実数解をもつための条件は D0 かつ α' + B'<0 かつα'B'>0 D0 から p2-4p-12>0 これを解くと p<-2,6<p '+'<0から よって 2<p ''=4から,'B'> 0 はすべての実数に対して成り立つ。 以上から、のとりうる値の範囲は p>6 (0) 『 a' <B' とすると,''=4から,>6のとき α'<-2, -2<B'<① このことと<B<y から, Q(x) = 0 の実数解 α, β, y について, β=-2 かつ α=a', r=β'である。 方程式 ②の解と係数の関係から a+y=2-p, ay=4 ①から (-2-a): (y+2)=4:1 よって -2-a=4(7+2) ゆえに a=-47-10 これを αy=4に代入して整理すると 2y"+5y+2=0 よって (2y+1Xy+2)=0 ゆえに T= 2-2

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