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物理 高校生

II(2)で、θ=πの場合についてαの範囲の求め方で腑に落ちない部分があります。 解答では「II(オ)と⑦より√2-1<α<√2 ・・・⑨」 となっていますが、II(エ)より転回軌道の実現条件にx₀<L/2があるので、これとII(1)①式からα<1 が出てきて、√2-1<... 続きを読む

Ⅱ 次に、 図1-3に示す実験を考える。 原子核 X 座標原点に, 初速0で次々 と注入する。 ここではx≧0の領域だけに, x軸正の向きの一様な電場Eがか けられており,Xはx軸に沿って加速していく。 x=Lには検出器があり, 原 子核の運動エネルギーと電気量, 質量を測ることができる。 電場Eは, E= 2miaとなるように調整されている。ここでv は,設問1(3)におけるA qL の速さ(図1-1参照) であり、 定数である。 X の一部は検出器に入る前に様々な地点で分裂し, AとBを放つ。 原子核の 運動する面をxy 平面にとり, 以下では紙面垂直方向の速度は0とする。 分裂時 のXと同じ速さでx軸に沿って運動する観測者の系をX 静止系と呼ぶ。 X 静止 系では, 分裂直後にAは速さで全ての方向に等しい確率で飛び出す。 X 静止 系での分裂直後のAの速度ベクトルが, x軸となす角度を0 とする。 このと き 分裂直後のX静止系でのAの方向の速度は A COS 。 と表せる。 以下の設 問に答えよ。 x < 0 *≥0 E=0 2 mv E= qL 電場: 原子核 A 検出器 (1) 図1-3にあるように, Xの分裂で生じたAの中には, 一度検出器から遠 ざかる方向に飛んだ後、 転回して検出器に入るものがある。 このような軌道を 転回軌道と呼ぶ。 Aが転回軌道をたどった上で, 検出器に入射する条件を求め よう。 以下の文の ア から カ に入る式を答えよ。 以下の文中で 指定された文字に加え, L, vAの中から必要なものを用いよ。 分裂時のXの検出器に対する速さを αVA と表すと, 分裂地点 x の関数とし てα= ア と書ける。 また, 注入されてからx まで移動する時間は, x の代わりに を用いて, イ と表せる。 転回軌道に入るためには, A の初速度の成分は負である必要があるので, 00 に対して, αで表せる条件, cos 8 < ウ が得られる。 この条件か ら, そもそも x > I では転回軌道が実現しないことがわかる。 Aが 後方に飛んだ場合, x0 の領域に入ると, 検出器に到達することはない。 これを避けるための条件は, αを用いて cos 0 > オ と表せる。 x0 > カ のときには,Aは0。 によらずx<0の領域に入ることはな い。 質量4 電気量 24 加速 転回軌道 原子核X x=0 x=x o 注入地点 初速ゼロ 分裂地点 原子核 B 分裂 図1-1 質量 電気量 質量3 電気量 図1-3 x=L (2) 検出器に入ったAのうち, 検出器のx軸上の点で検出されたものだけに着 目する。 測定される運動エネルギーの取りうる範囲をm, UA を用いて表せ。 (3) X の注入を繰り返し、 十分多数のAが検出された。 検出されたAのうち, 運動エネルギーがmi よりも小さい原子核の数の割合は, Xの半減期Tが L VA と比べてはるかに短い場合と, 逆にはるかに長い場合で, どちらが多くな ると期待されるか, 理由と共に答えよ。

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理科 中学生

【誰か教えてください🙇】 この問題の問1と、問3がわかりません! ちなみに問1の答えはイとエで問3はBです。 なぜそうなるかまで教えて下さると助かります!

2 光の性質について調べるために,次の実験23を行った。 <実験2 > 水面上の点Xに向けて, 空気中から光源装置の光をななめに入射させたと 図4 ころ,点Xで光は屈折し、水の中を進んだ。 図4は,このときの光の道すじ の一部を,マス目が正方形の方眼紙に記録したものである。 <実験3の手順> 入射光 (a) 図5のように,円筒形の白色容器の底面の中心に印をかいて点Yとし, この容器のななめ上の点Zの位置から容器の底を観察したところ,点Yは 見えなかった。 空気 水 点X (b),次に,円筒形の容器に水を入れていきながら点Zの位置から容器の底を 屈折光 観察したところ, ある高さまで水が入ったところで点Yが浮かんで見えた。 なお, 図6は円筒形の容 器と点Y, Zを真横から見たものであり, 図6のマス目は正方形で,マス目の大きさは図4と同じ であるものとする。 図5 点Z 図6 点Z DCBA 点Y 円筒形の容器 点Y (1) 光の屈折が関係する現象として適切なものを,次のア~エからすべて選んで, その符号を書きなさい。 ア雲のすき間から太陽の光がまっすぐ進んでいるように見えた。 イ虫めがねを通して鉛筆を見ると,実際よりも大きく見えた。 ウメダカのいる水槽をななめ下から見上げたところ, 水面にメダカがうつって見えた。 エ雨上がりの空を見上げると,さまざまな色に分かれた虹が見えた。 (2)実験2において, 光源装置の位置を変え、図4の水中から点Xに光を当てながら、入射角を大きくし ていくと,あるところで空気中の屈折光は見られなくなり, 点Xで光がすべてはね返って見えた。この ような現象を光の何というか,書きなさい。 (3)実験3の手順(b)の下線部について, 点Yが見えたのは、水面の位置がどの高さを越えてからか。 最も適 切なものを,図 6 の A~D から1つ選んで, その符号を書きなさい。

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