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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 高校生

(3) m+1じゃないですか?

(2) ス 光はA,Bに逆位相で達している。 すなわち, スリットSからA, B までの経路差 SA-SBが, 半波長 1/2の奇数倍となる。 SA, SB の それぞれを斜辺とする直角三角形において, 三平方の定理から (図2), SA=√/P+ (x+2) =√/1+ ( x + 1/² ) ² = 1 { 1 + 2 ( x + 1/² ) } SB=√/P+(2-x) =√/1+ (1/2 = x ) ² = 1 { 1 + 1² ( 1 / ² = ² ) } これから, SA-SB|=d 経路差 [SA-SB | が入/2の奇数倍となるので. 入 d=(2N+1)/12 y=(N+12) 12 (3) スクリーン XX' を移動させる前,点Pが次の明線となる条件は, 入 (1) の結果から, d=2mx/1/23 =mi... ① dx は変化しないので, Lが大きくなると, 条件式を満たすmは 小さくなる。したがって, XX' と AB の距離がL+ 4L になったとき, P は (m-1) 次の明線になる。この条件式は, =(m-1)入...② X L+AL 式 ① ② の辺々を割ると, d- V 424. ロイド鏡 解答 最も近い輝点: L+AL L SL m m-1 9LA Ad AL= LA 5番目の輝点: 4d' 指針ロイド鏡は,スリットSから直接届く光と,平面鏡 で反射して届く光を干渉させる実験装置である。鏡で反射す るとき,入射角と反射角は等しく, 反射光の経路の長さ(S→ DE) は, 鏡に対してSと対称な位置S'からEまでの長さ と等しくなる。すなわち, ヤングの実験と同様に考えること ができる。 ただし、鏡で反射した光の位相が逆になることを S' || 考慮する必要がある。 解説 鏡に対してSと対称な位置S' は, 鏡から距離dはなれている。 L m-1 スクリーン上の点をEとすると, 鏡で反射する光の経路の長さ (SD →E) 直接Eに届く光とS' Od, y la 112 分に小さいの一 同様の近似を用 図2はSを させたとして が、A側に移動 しても、同じ れる。 また。 しても、同じ れる。 図 2 OLが大きく て、隣りあう 4x=LA/dt り明は点 かる向きに利 D SE

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理科 中学生

(1)の鳴り出したおんさの答えがB何ですけど、 なぜBなのか分からないので教えてください。

[7] 次の実験について、あとの各問いに答えなさい。 [実験1] 図1のグラフ 図1 おんさB 0.5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 水面から物体底面までの距離 [cm] は, おんさ A~Eの音 による空気の振動の様 子を表したもので、 横 軸は時間、縦軸は振幅 を表している。なお、グラフの目盛りはどれも同じである。 I. おんさAにおもりをつけて鳴らすと、おもりをつけ図2 る前より低い音になった。 ⅡI. 図2のように、おんさB~Eそれぞれに、おもりを つけたおんさAを向かい合わせて鳴らすと, おんさB~ Eのうちの1つが鳴りだした。 [実験2] Ⅰ. 図3のように、時計を持った人が平面図3 鏡の前に立ち, 鏡にうつった時計の針を 観察すると、図4のように見えた。 ⅡI. Ⅰ の後すぐに、2枚の平面鏡を直角に 合わせた鏡の前に移動し, 図5のように、 鏡を合わせた部分と人を結ぶ線が、 鏡の 面と45°になる位置で,人の正面にうつっ (図3図5は上から見た模式図である。 図6 た時計の針を観察した。 [実験 3] 図6は、円筒形の白色容器を水平な台の上に固定 し、糸をつけた円錐形の小物体を容器の底の中心に置い たときの断面図で, P点, Q点は底面における位置, a ~ eは高さを示している。 なお、目は, 容器のふちからの ぞいたときに, ちょうどP点が見える位置から動かさず に実験を行った。 PQ 小物体 I. a の高さまで水を入れたとき,ちょうどQ点が見えた。 Ⅱ.eの高さまで水を入れたとき, 小物体は見えなかった。 そこで,小物体の が見えるまで糸を少しずつ引きあげた。 ア イ (1) 実験1のⅡIで,鳴りだしたおんさはどれか。 B〜Eの中から1つ選びなさい。 おんさ おんさC 時計 おんさD おんさA 図4 糸 おんさE 図5 鏡 [ おんさ B〜E 目の e d C a

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