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物理 高校生

問4 カについて、ドップラー効果の考え方で波長を考えているようなのですが、よくわかりません。 音源側とか観測者側(?)みたいな関係があるのだとは思いますが、どうやって考えるんですか?

図2のように、水素ガスを封入した放電管に高電圧を加えると,水素ガスから特有 の光が発せられる。発生した光をプリズム分光器に入射して、 CCDカメラで撮像した。 4.0 高電圧 水素 ガス 放電管 ( プリズム分光器 図 2 図 3 - 22- 0 CCDカメラ 問3 次の文章中の空欄 オに入れる式と語の組合せとして最も 一適当なものを 次ページの①〜⑧のうちから一つ選べ。 28 7.0 波長 〔×10-7m] プリズム分光器により分光した光をCCDカメラにて撮像すると, 図3のように 可視光領域のいくつかの波長に輝線(線スペクトル) がみられた。これらの波長には 規則性がある。 ボーアは量子条件と振動数条件を提唱し,この規則性を説明した。 電子がもつことができるエネルギー (運動エネルギーと無限遠を基準とした静電気 力による位置エネルギーの和) En は,リュードベリ定数を Roo, 光速をc, プラン ク定数をんとして,正の整数n を用いると, En =-- Roch のようにとびとびの値 として表される。 水素原子内で電子がエネルギーの高い軌道から低い軌道に移ると 2 n² き, その差のエネルギーを1個の光子として放出する。 この光の波長をすると 光子のエネルギーeは,e= ウ と表される。このことから, 放出される光の波 長のうち最も短いものは I と求められる。 この電磁波の種類はオ である。 P = hv ① 3 (4) (5) 6 ⑦ 8 ウ h λ h 2 h 入 カ キ h 入 hc 入 hc 入 hc X hc 問4 次の文章中の空欄 I ① 短く 狭く Roo RO ② 短く 広く 1 R 1 RO Roo Roo 1 RO ものを、後の①~④のうちから一つ選べ。 1 RO 29 オ 3 長く 狭く - 23- 紫外線 X線 物理 紫外線 X線 キ に入れる語の組合せとして最も適当な 紫外線 水素原子がプリズム分光器に近づいているときに発光した場合を考える。 水素 原子の速さが光の速さに比べ十分に小さいため、音のドップラー効果と同様に 考えると, 光子の波長はボーアの理論で求められる波長より カ なると考え られる。 放電管内の水素ガスは, 熱運動により様々な速度で動くため、実際には 輝線に波長の幅が見られる。 この幅は水素ガスの温度が高いほどキなる。 de X線 紫外線 X線 4 長く 広く

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理科 中学生

この問題の問3の答えが400回なんですけど なんでその答えになるかわかりません解説お願いします

5 音の性質について調べるため、次の実験を行った。 これをもとに,以下の各問に答えなさい。 ただ し、図2.図3の縦軸は音の振動のふれはばを。 横軸は時間を表しており、1目盛りの表すふれはばの 大きさと時間の長さは、それぞれ等しいものとする。 〔実験〕 図1のように、音さAを1回たたいて、音の波形をコンピュータの画面に表示させたところ、 図2のような波形が得られた。 次に,音さBを1回たたいて、音の波形をコンピュータの画面に表 示させたところ、図3のような波形が得られた。 図 コンピュータ、 音さA 図2 MA WWW 図3 問1 実験で出た音さAと音さBの音について述べた文として最も適切なものを、次のア~エから1つ 選び, その符号を書きなさい。 ア音さAのほうが より音が小さいが,音の高さは同じである。 音さAのほうがさBより音が大きいが,音の高さは同じである。 ウ音さAのほうが音さBより音が低いが,音の大きさは同じである。 エ音さAのほうが音さBより音が高いが,音の大きさは同じである。 問2 実験より, 音さAを強くたたくと,音さAの振動数と振幅はどうなるか。 それぞれ簡単に書きな さい。 問3 図2に記録された音の振動数が1秒間に300回であったとき, 図3に記録された音の振動数は1 秒間に何回か, 求めなさい。 問4 1秒間に音源が振動する回数を表す, 振動数の単位をアルファベットで書きなさい。 問5 ある花火大会で, 打ち上げた花火が上空で広がり始めるときの光が見えてから, その音が聞こえ るまでの時間は4.0秒であった。 (1) 光が見えてから音が聞こえるまでに時間がかかった理由として, 最も適切なものを、次のア~ エから1つ選び, その符号を書きなさい。 ア 光と音は同時に発生するが, 光の速さより音が伝わる速さのほうが速いから。 イ 光と音は同時に発生するが, 光の速さより音が伝わる速さのほうが遅いから。 ウ 光の速さと音が伝わる速さはほとんど同じだが, 光より音が遅れて発生するから。 エ 光の速さと音が伝わる速さはほとんど同じだが, 音より光が遅れて発生するから。 (2) 花火を見た地点から、 上空の花火までの距離は何mか。 ただし, 空気中を伝わる音の速さは340 m/sとする。

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物理 高校生

(1)の2つ目のニアイコールの前後でどういう計算をしているのか教えてください

定の速さで直線上を運動している振動数f の音源が, 点0 を通過する瞬間から短い時間 ⊿t の間,音を発する。 0 から見て音源の運動方向と 角をなす方向へ、距離だけ隔たった固定点P でこの音を聞く。ここで, 音源の速さは音速Ⅴ より遅いとし,また,音源が音を出しながら進行 vat する距離 4tは, rに比べてずっと小さいとする。 以下の問いに答えよ。 音源が音を出し終わる点,すなわち, 点0 から だけ隔たった点 解答 (1) △OPO' について余弦定理を用いると r² = √r² + (v4t) ² - 2r (v4t) cos 0 = r (2) =r₁ r√/1-2( v4t)cos 0 =r{1- (v4t) cos 0} = r それぞれ 174 + 1/14 だから 9 V '0′と点Pとの距離は、近似的にr-v4t cos0 と表されることを示せ。 点Pで聞こえる音の継続時間 ⊿t' を⊿t, V, 0, 0 で表せ。 (2) の結果を用いて, 点Pで聞こえる音の振動数f' をf,V,v,0で 表せ。 8=60°の方向にある遠方の点P, で振動数 1020 Hzの音が聞こえ、 8=180° の方向にある点P2で振動数 935 Hzの音が聞こえた。 音速 V を340m/s として, 音源の運動する速さと音源の振動数fとを求めよ。 (電通大) 0 2 1+ (v4t) ² - 2 ( v4t) cos 0 r COS =r-vat・cos o Dt: Ba r At' ' = (st + 7) - — = st - ² = 7² = 4t O' |別解 r≫udt の条件では線分 OP と O'P は平行とみなすことができる。 したがって, O' から OP に下した垂線の足をHとすると,HP≒O'P ∴. OP-O'P≒OH = v4t・cos 0 (2) 時刻 t = 0 に音を出し始めたとすると, 音が聞こえ始める時刻, 終わる時刻は, 1,P j' O'P≒OP-OH=r-vat.cose At-v4t cos 0 V-vcos At

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