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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

Q. 光の性質  (2)について、どのように考えれば答えが⑤になるか教えてください( ᴗˬᴗ)

光の性質について調べるため, 次の実験1, 2を行いました。 これに関して, あとの(1)~(4)の 4 問いに答えなさい。 実験 1 図1のように,半円形ガラスの平らな面の中心0を,円を36等分した目もりつきの記録用 ① 紙の中心に合わせて置いた。 ② 図2のように,光源装置からの光を点〇に当てたところ,光は空気とガラスの境界面で屈 折して進んだ。 ③ 図3のように,②の光の道すじ上に点A~Cを決め,それぞれの点にまち針を立てて矢印 の向きからまち針を見たところ,点Bと点Cに立てたまち針が重なって見えた。 図3 図1 図2 光源装置 記録用紙 半円形ガラス (図1~図3は真上から見た図である) 実験 2 ① 厚紙でつくった箱と凸レンズを用いて簡易 カメラをつくった。 図 4 内箱 外箱 見る R 凸レンズ 2 図4のように, 凸レンズから20cmの位置 にコップを2つならべて置き, 内箱を前後に 動かすと, スクリーンが凸レンズから20cm の位置になったとき, はっきりした像がスク リーンにうつった。 コップ スクリーン 20cm 20 cm ③ 凸レンズからコップまでの距離を20cmより大きくしたあと, はっきりした像がスクリー ンにうつるように内箱を動かした。 (1) 実験1の②で、 図2のように, 光源装置からの光を点0に当てたときの光の入射角は何度か。 , にあてはまる数字を一つずつ選びなさい。 XY 度 4 (2) 実験1の③で、図3の矢印の向きからまち針を見たときのようすとして最も適当なものを、次の ①~⑤のうちから一つ選びなさい。 ① まち針 半円形ガラス ② ③ ④ ⑤ 図にあてはまる数字を一つずつ選びなさ

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