物理についての質問です。原子物理学についてです。波長は求められたのですが、加速電圧を求める際にわからないことがあります。問題では反射電子線の強度が極大となる時の加速電圧を求めよとありますが、回答では、光の干渉で強め合う条件を使って、加速電圧を求めています。強度と干渉の関連が... 続きを読む

12/1 出題パターン 12/10 T そのまま 出る! 90 電子線回折 1/10 電圧 V で加速した電子線を間隔 dで並ん入射電子線反射電子線 だ原子面と 0 の方向に照射し, 0 の方向に 散乱される電子線の干渉を考える。電子の質 量をm,電気量を-e. プランク定数をん とする。 日 A . ボー 電気量 ものと 定数を ここで電子線の波長を求め、 反射電子線 の強度が極大となるときの加速電圧Vを 求めよ。 解答のポイント! 光の干渉と全く同様に, 電子波 波長 h mv の干渉を考える。 解法 図 26-10 のようにコンデンサーを用 いて,電子を加速する。 ここで力学 的エネルギー保存則より, ( m 1 0 (-e) (-V) = + mv2 後 m M 2 後 引力 m 電子を波 結晶内原子 VV電圧Vで加速する」とき たら、必ずこの図を描く [OV +/800 (4) (5) 原子 粒子と まま出 を用 る。 めの v = B/2eV + -ev とみなす omniel (1) 子 m as V h よって,電子波の波長は、 入= mv 9800 0200 h h 図26-10 λ== mv √2meV ♥nie Onie um. 14 図26-11 で光の干渉の3大原則: その1 よ り (光波の干渉と同じ) 強めあう条件は, 干渉 2xdsin0n (n:正の整数) 行路差 ①を代入して, nh 2d sine = √2meV n²h² V= 8d² me sin²0 (ここまで自力で導けるように!) 290 漆原の物理 原子 DAT 今 (4) 行路差 図26-11 み い る (2) ば

物理基礎です どうして磁場の磁力線の本数が最大になるとコイルに生じる電圧の絶対値が０になるのか 教えてほしいですお願いします🙇🏻‍♀️

第3問 次の文章(A・B) を読み, 後の問い (問1~5) に答えよ。(配点 16) A エレキギターの仕組みを理解するために作製された装置を用いて弦の振動につ いて考えてみよう。 図1のように, 平らな板の上で水平に張った鉄製の弦を二つのコマを用いて固 定し,コマの間の弦が鉛直方向に振動するようにする。 オシロスコープにつなが れた検出用コイルを二つのコマの中央の弦の真下に配置して,オシロスコープの 画面を観察する。 検出用コイルは,図2のようにN極を上面に, S極を下面に した永久磁石の上に置かれ, 鉄芯に導線を巻いた構造になっている。 弦は, 永久 磁石により磁化し, コイルの上方で弦が一回振動するとコイルの両端に一回振動 する電圧が生じる仕組みになっている。 コマ 鉄製の弦 コマ 板 検出用コイル オシロスコープへ 図 1 鉄製の弦 振動方向 鉄芯 導線 コイル N極 オシロスコープへ 永久磁石 S極 図 2

現在（1）を解いているのですが毎回この手の問題でsinとcosを逆にして解いてしまいます。θと隣合う角はcos、向かい合う角はsinと覚えたのですがいまいちよくできません。見分け方などあればよろしくお願いします。

(52 力のつりあい 知 軽い糸1に重さ3.0Nの小球をつけ 天井からつるす。 小球を糸2で水平方向に引き, 糸1が天井と 60°の角をなす状態で静止させた。 (1) 糸1が小球を引く力の大きさ T [N] を求めよ。 (2) 糸2が小球を引く力の大きさ T2 [N] を求めよ。 例題 11,61 60° 糸 1 2

(3)波a波bが1マスずつ進めば腹が重なって波の位置の変位の大きさが最大になるのはわかるんですが、解説にある1/8λの意味がわかりません。どうやって1/8λは求めたんですか。λ進む時間はTだから の文も分かりません。

リード C Let's Try! 例題 35 定在波 (定常波) - 103, 104 第7章 波の性質 77 解説動画 x軸上を要素の等しい2つの正弦波 a, b が,互いに逆向きに進んで重なりあい, 定在波が生じて いる。図には, 波 a, 波 b が単独で存在したときの, 時刻 t = 0s における波a (実線) と波b (破線) が示して ある。 波の速さは2.0cm/sである。 ty(cm) 2 (1) 図の瞬間 (t=0s) の合成波の波形をかけ。 al b 1 定在波の腹の位置xを 0≦x≦4.0 (cm) の範囲ですべて求めよ。 0 $1=0s の後,腹の位置の変位の大きさが最大になる最初の時刻を -1 求めよ。 2 13 4 (cm) -2 指定在波では, まったく振動しない所(節)と大きく振動する所 (腹) が交互に並ぶ。 答波 a, 波bの波長 入 =4.0cm 周期4=4.0 = 2.0S 0 2.0 ty[cm] 2 1 0 -1 図1 (=0) 合成波 ai b (1) 波の重ねあわせによって図1 (2) 図1の合成波の波形で、変位の大きさが最大となる 位置が腹の位置。 x=1.5cm, 3.5cm Tだから 11/23 20 ty[cm] (3) t=0s (図1の状態)の後,波a, 波bがずつ進 むと, 図2のように, 山と山 (谷と谷) が重なり, 腹の 位置での変位の大きさは最大になる。 入進む時間は t= =0.25s 8 8 合成波 1 1 12 0 13 4 x(cm) 13 14 x(cm) -2 図2(t=17)

物理基礎です x＝⒌0で節になる理由と、問5の解説お願いしたいです🙇‍♀️

物理基礎 化学基礎 生物基礎/地学基礎 出題範囲 物理基礎 B 軸の正の向きに速さ 2.0m/s) で進む波長4.0m, 振幅1.0mの正弦波がある。 図3は、時刻 t =0sにおける入射波の波形であり,位置x[m] における媒質の 変位y[m] を縦軸にとっている。 この波はx=6.0m の位置 Aで自由端反射され, 反射波は時刻t=0s から生じる。 反射によって正弦波の振幅が変化することはな いものとする。 y [m] PA=X=4.0m 2m2mm 物理基礎 化学基礎 生物基礎/地学基礎 出題範囲 物理基礎 問4 位置 x=5.0m における媒質の変位の時間変化を表すグラフとして最も適 当なものを,次の①~⑥のうちから一つ選べ。 10 ① y (m) y (m) 2.0- 2.0 1.0- 1.0 1.0 2.0 3.0 1.0 2.0 3.0 0- -t [s] 0- -t [s] -1.0- -1.0- -2.0- -2.0 1.0 0 4.0. √x (m) ④ 2.0 640 y (m) y [m] -1.0 60mの 50m 自由端反射はこれで 2.0 2.0- 1.0 1.0- 合ってますか?? 1.0 0 3.0t[s] 0- 1.0 1.0 2.0 3.0/ -t[s] 図 3 -1.0- -1.0- B -2.0 -2.0 問4点A(x=6.0m)で時刻 f=0sに生じた反射波が位置x-5.0 mに到達する時刻は, 6.0 m-5.0m 2.0 m/s -0.50 st x=5.0m における媒質の変位は, t=0.50 までは入射波のみ の変位が見られるが, t=0.50's 以降は入射波と反射波が重ね合 わさり、 合成波の変位が見られるようになる。 この合成波は定在 波(定常波)であり,点A(x-6.0m)は自由端であるから、定在波 の腹になる。 定在波では,となり合う腹と腹,節と節の間隔はそ れぞれ 12/23 波長であり、となり合う腹と節の間隔は 1/12 波長であ る。 本間では波の波長 4.0m であるから,腹となる点Aか ら 11.0mだけ離れているx=5.0m は定在波の節になる ことがわかる。 そのため, t=0.50 以降はつねに変位0 となる ので、正しいグラフは①となる。 10 の答 ① 問5 問4で触れたように, 入射波を反射波が重ね合わさると定在 波が生じる。x=5.0mがであり、12=2.0mの間隔で節が存 在するようになるので, x=5.0m,3.0m, 1.0m, -1.0m... が 節となる。 したがって, 0<x<4.0mの範囲においては,節は 1.0mと3.0mの2点である。 11 の ⑤ 14-> 生じた定在波の図形が書けず! 図5では腹なのにつ XC=5.0mで筋になる理由を 教えてほしいです。 y [m] y(m) 2.0 2.0 1.0 0 ✓ 1.0 2,0 1.0 2.0 \3.0 t(s) 0- -t(s) 1.0 -1.0- -1.0- -2.0 -2.0 間ちがわかりません 問5 反射波が十分に遠くまで伝わったとき, 0<x<4.0m の範囲において定在 〈波(定常波)の節となっている位置のx座標として最も適当なものを、次の① ⑦のうちから一つ選べ。 ① 1.0m のみ ④ 1.0mと2.0mの2点 11 ② 2.0mのみ 2.0mと3.0mの2点 <-15-> 3.0mのみ ⑤ 1.0mと3.0mの2点 1.0mと2.0m 3.0mの3点

211の(1)、(2)について教えてください。 色々ごちゃごちゃ書いてありますが気にしないでください… 答えには合成容量を計算すると書いてあるのですが、よく分かりません。

211 電気量の保存 図のように、電池とコンデンサーを接続した回路があ る。各コンデンサーには、はじめ電荷がないものとする。 (1) スイッチSをA側に閉じた。 コンデンサー C2にたくわえられる電気量は 何Cか。 10 Q=CV 120/1133 rov! 10V200 〒 4.0F ?? = なぜこうなる 400 (2)次に, スイッチSをB側に閉じた。 コンデンサー C2にたくわえられる電 気量は何Cか。 C+4+6=100 [+ 3Q=203 Co Loc C Q=CV 120:620 2

1つ前の質問の続きです。ワの回答は右上ら辺のところにあります。回答よろしくお願いしますm(_ _)m

gE₁ V₁₁ = k であることがわかる。 +z方向に磁束密度の大きさBの磁場を加えたとき,電子B が受けるローレンツ力は,{y軸の正} [ニの答〕の向きに大き さ qu, B 〔ハの答〕 である(図2)。 このローレンツ力によって, 電子が面{J} 〔ホの答〕 に集まる。 その結果, 面Jが負, 面 D が正に帯電し,D→Jの向きに電場Eができる。 定常状態では、この電場による 力 QE2とローレンツ力がつりあうから, すなわち 〔ロの答 ていく εS L ②は,極板の間隔がL-vet, 帯電量が Q + α2 で,その容量は = -C C2=I-vnt L-v₂t である。 qu₂B 極板 a' と h' の電荷の和は一定で -9 図2 [ヲの答〕 (Q-qì) + (−Q-q2)=-91-92 = -qN 1 + 2 = gN 0 = quBqE2 ∴. E2=vB 〔への答〕 である。 このときのDJ間の電圧は V₁ = が成り立つ。一方, コンデンサー ①の電圧は Q-91= Q-91 v2t C₁ C L 〔ワの答〕 U= Ezw= vBw ・①･･････ 〔トの答〕 であり, コンデンサー②の電圧は は となる。一方,回路を流れる電流は, 断面積 S = wd の断面を単位時間あたりに通 過する電気量に等しく 高 8p A V2 = Q+g2= C 2 Q+q2L-vzt 〔カの答〕 C L I=gnSv1 = qwdv......②.....〔チの答 と表せる。 ①,②よりを消去して, pcosfy=1- qndU V1 + V2 =V すなわち Q- + である。 コンデンサー ①と②は直列だから, その電圧の間には Q+q=& NU C₁ B= mgr C2 C gd x 〔リの答〕 I るとすると、より Mからの反射 1 1 1 の関係が得られる。 の関係が成り立つ。ここで, + = だから, CC2 C (2)極板a, hからなる間隔L, 面積Sのコンデンサーの容量は 91 = ES C = L C₁ 92 すなわち qvzt=q2(L-v2t) C2 ......④4 ...... 〔ヌの答〕 となる。 ③ ④よりαを消去して, である。 誘電体に注入されたシート状電子群を - gNに帯電した導体とみなし(図3), さらにこの導体m を導線でつないだ2 枚の極板 a', h' に置き換える (図4)。 極板 a, a' からなるコンデンサー ① は, 極板の間隔がust,帯電量が Q-9 で, その容量は 図3 -qN -q a だから 92=qN V₂t gN = m v2 L L xv₂t が得られる。 微小時間 At の間について,極板 h の電荷の変化量は、⑤より. .. ⑤...... 〔ヨの答〕 図 4 もう であり、抵抗に流れる電流は 20 Q+92 h a a h' Ia A92 qN ×2 4t L ES L C,= = 曲 C v₂t L-vet と表せる。 V₂t V₂t 〔ルの答〕 コンデンサー ① コンデンサー ② であり, 極板 h, h' からなるコンデンサー 電子群が移動できるのは誘電体の中だけだから, 電子群が面Hに到達すると Ag2 = gN L xvz4t

電磁気の問題で、問2がわかりません… 磁場の向きは左で、コイルの電流は右なのでフレミング使えない…？？

物理 となる。おもりが静止しているので、力のつりあいから、おもり個の重さは に等しく、 "'Nとなる。 実験では、希につけた印の位置を利用してんを求める。 また、周期はゴ み栓が数十回転する時間をストップウォッチで測り、その時間を回転した回数で 割って求める。 実際の値は, 2-5に示した のように分布する。 図2-4のグラフは、開定された各周期の平均値から得られた値を示したもので ある。 各測定値には差があるので、 測定を複数回行い平均する必要がある。 L[m] L' (m) 0.20 0.40 0.60 0.040 0.160 0,360 W (個) 20 9 4 L2N (m²) 1.44 1,44 1.44 分子の運動エネルギーので U-NK NXT NRT 容器の内面に弾性をするものとして、圧力は、 から受ける単位時間あたりの力を容器の内面 る。 7 正解 ①③(順不同) 本の分子の運動エネルギーの平均値下 ANA 1.8- ANA 10 14 1 1.6 LA [12] (°) 0.8 GA 0.24g 0.4 0.4 することがわかる。 図2-8は、 をとっ 0.2 [補足] とは独立した量であるが、NとLをうまく組み合わせることにより、 Sがに依存する場合について考察することができる。 表1に示したとNの 組み合わせについては 反比例する。 距離の2乗に反比例する力の例として、万有引力がある。 太陽からはたらく万 有引力による惑星の運動では、ケプラーの法則が成り立つ。 星の運動を等 円運動とするなら、 公転周期の2乗は円の半径の3乗に比例する。 この実験では8がに反比例すると、 速度は、 mが小さいほどは大きい。 は、 物理 20.21 N-30 0.2- 0.2 04 0.6 08 n 0.4 0.6 0.8 (m) (mm) 24 図2-5 たグラフである。 直線グラフで示されている。 N9の測定値は、 のものであるから、0.40㎡を用いて計算すると、 9, 36の場合 が,N4, 0.16 0.12. 0.40mm) N-30 0.08 (0.40m) 封入した気体の質量 Nm が小さいほどは> 問4 14 15 正解 ④(順不同) おもり1個の質量をmとする。 おもりの個数がNの 73 0.40 -0.16m³/s² 0.04 となる。 00204 0.6 0.8 1 1.2 14 16 7 (6) 12-8 おもりにはたらく 力のつりあいにより、張力の大きさは 8 Nmig である。式により、 4'mNmig animhx mg となる。 コイルを流れる このを、次の①~ T- に比例するので、"をとると、その関係を表すグ ラフは直線になる(図2-6)。 また、丸の周辺の平方根をとると、 An'mk 図2-6 となりに比例する。 よって をとると、その N √N 関係を表すグラフも直線になる (12-7)。 適当である。 5 16 正解 L、N, およびNNのをまとめると、次ページの表のよ これより、L'N=1.44m² となり、 反比例することがわかる。 また、8Nに比例するので、はに反比例する。を定数として をさせる力 転をさせる力 転をさせる力 ■をさせる力 とする。 ③より。 物理 における これらの大小 4x'm となる。 は定であるから、はに比例する。 問2 18 正解 ② 円形コイルに流れる電流の大きさを。とする。 3-2のようにこの きは円形コイルの接線方向、 時計回りの向きである。 円形コイルの点Bの微小部分を流れる電流が場から受ける力の向きは、フレ ミングの左手の法則により、直にからの向きである。 同様に3-2 のACより上側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て垂直に 表から裏の向きである。 一方、円形コイルの点Dの微小部分を流れる電流が磁場から受ける力の向きは、 フレミングの左手の法則により、面に裏から表の向きである。同様に、 3-2のACより下側の部分に流れる電流が磁場から受ける力の向きは、全て祇園 垂直に裏から表の向きである。これらの力の合力は、円形コイルをACを回転 して、Dが表側に移動するような回転をさせる力となる。 3 19 正解 ④ 20 正解 6 十分に長いソレノイド(巻きNのコイル) の内部に生じる磁束密度の大き をBとすると、 B である(図3-3)。 ソレノイドの内部では磁束密度は一様であるので、 コイル1巻 を貫く は、 ポイント 円運動 運動の半角度の大きさをとして 物体の質量を向心力の大きさをとして 運動方程式の中心方向成分P または F 第3問 電磁気 がつくる磁場。 電流が磁場から受ける力, コイルの自己誘導について 電磁 気の法則の理解と運用力をみる問題。 27 0 1 17 正解 直線電流がつくる磁場の向きは、有ねじの法則によって決まる。つまり、電 向きを右ねじが進む向きとしたとき、磁場の向きは右ねじが回る向きである。 直線 電 から距離の点においては、その場の強さは、 HA ギーとは、 単位 「条件により、 これより、 から低いエネルギーと、 放出される光の光子のエネルギー も短い。その波長をとすると、 bd 電流 となる。 3-1に 場の向きは、力 !がつくるのを示す。 10- の接線方向右ねじがまわる向きである。 図3-1 01 < 2 のとき V₁-11-10 ※2fp < Agのとき V20 4 8g のとき 6- 図3-2 となり、それぞれ, 2 これらの大小関係はVV における自己誘導起電力の大きさである。 よって V」である。 421 正解 ② 22 正解 0.23 正解 ① スイッチSを閉じた直後はコイルを流れる電流は0であるから, 回路 に流れる電流は、図 3-5 のようになる。このとき、キルヒホッフの第 2法則により電流を求めると Ri+n=Vo Vo i = R + T 図3-5 図3-3 となる。 コイルに生じる自己誘導起電力の大きさ V は, 抵抗にかかる電 圧に等しいので、 RiERVo

解説がないので、申し訳ないですが、全部解説して欲しいです、。お願いします🙇

V [先導学類 (理系傾斜) 観光デザイン学類(理系傾斜), スマート創成科学類(理系 傾斜) 数物科学類 地球社会基盤学類。 生命理工学類 理工学類, 医学類, 薬 学類 医薬科学類, 理系一括入試] 軸の方向に進む縦波 (疎密波)の変位が次の正弦波の式で表される場合を考える。 Ax+ = Asin {2x (1-景)}. Ax_ = Asin{2x(テ+景)} ここで, Ax+[m]とAx- [m] は, それぞれx軸の正の向きと負の向きに進む彼に対 応する。軸の正の向きを変位の正の方向とする。 [s]は時刻であり,x[m] は縦波 が存在しない時の媒質上の点のx座標である。 また, A[m] [s] [m]は、それ ぞれ。 振幅。 周期 波長である。 5)と(い)は, Ax, または Ax で表される縦波が進行していく様子を模式 的に示したものである。縦軸は、波が存在するときの媒質上の点の座標 す なわち、x=x+ Ax。 またはx=x+ Ax に対応し、 波長入で割った値を示 している。 横軸は時刻を周期で割った値である。 ここでは、 縦波が存在しな い時に媒質上において等間隔に選ばれた点に対応するx/入を黒丸で示し,その時 間変化を実線で結んでいる。 (あ) 2.00- 1.50- 1.00- レ 2.00 1.50- 1.00- 正の向きに進む縦波と負の向きに進む縦波の振動数が異なり、 前者が [Hz]. 後者がf_ [Hz] である場合を考える。 彼の速さは等しく [m/s] であり、 振幅も等 しくAとする。 以下の問いに答えなさい。 問4 最初に示した正弦波の式を参考に、正の向きに進む縦の式Ax を振動数 f と波の速さを用いて表しなさい。 5 振動数が異なる Ax と △x の合成波の変位を表す式を求めると 次式のよ うな形にまとめることができる。 A cosx(tax]] sin [2x (L++) {t-Bx}] α [s/m] と [s/m] を, f. とf_ および を用いて表しなさい。 必要ならば以 下の三角関数の公式を用いなさい。 a-b a+b sina + sinb=2cossin 音源による空気振動は縦波となって伝わる。 観測者の両側に、振動数の音源 A と振動数 fの音源Bがあり、 音速が』の場合を考える。 観測者と二つの音源は常 にx軸上にあるとし、観測者の位置を原点x=0にとる。 どちらの音源も観測者か ら十分に離れており,音源Aはx軸の負の側に、音源Bはx軸の正の側にある。 このとき二つの音源の間の座標の点における空気振動が問5の問題文中に示し た合成波の式で表されたとする。 fャはf よりもわずかに大きく、二つの音源が静 止している時、観測者は音の大小が周期的に繰り返されるうなりを観測した。 その 後音源Aがある一定の速度でゆっくりと移動したところ、うなりは観測されな くなった。 以下の問いに答えなさい。 0.50- 0.00- 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 5a <-9- 0.50. 0.00 20.00 0.50 1.00 1.50 2.00 t/T 1 x軸の正の向きに進む縦波を表しているのは図5aの(あ)と(い)のどちらか選 び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 2 波の速さをTと入を用いて表しなさい。 進む向きが反対で、 振幅 周期 波長が等しい波が重なると、 合成波は定在波と なる。 図5bは、図5aの(あ)と(い)の合成波として生じる定在波の様子を表している。 2.00 1.75 1.50. 1.25・ 11.00. 0.75. 0.50. 0.25 0.00 0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 t/T 図5b 3節となる位置のx/の値を5bから読み取り全て答えなさい。 また t/T= 0.75 の時刻において, 最も密となる位置のx/入 の値と最も疎となる位 のxm/ を全て答えなさい。 それぞれ, 0.00≦x / 2.00 の範囲で答えな さい。 -10-> <-11-> 6 静止している二つの音源が観測者の位置につくる空気振動を表す式を求めな さい。 問75cの実線は、 問6で得られた式を図示したものである。 うなりの周期に 対応する時間間隔() (い) (う)から選び、 解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、音源が静止している時の1秒あたりのうなりの回数を求めなさい。 Ax. + Ax (税) 図5c うなりが観測されなくなったときの音源Aの移動の向きはx軸の正の向き かの向きか選び、解答欄の選択肢に○をつけなさい。 また、移動の速さを求 めなさい。 -12-

再🆙です。 人が棒から受ける垂直抗力と、その反作用が書き込まれていないのはどうしてですか？相殺されるのですか？よろしくお願いします

Sm 合力が 浮力 出題パターン 11/22 8 力のモーメント (すべる条件) なめらかで鉛直な壁の前方6mのところから、 長さ10m 質量 M 〔kg〕 の一様なはしごが壁に 立てかけられてある。重力加速度の大きさを壁 〔m/s2〕 とし,床とはしごとの間の静止摩擦係数 A のしくみ 向きの いで、 をμ = 11とする。 いま、このはしごを質量 5M (kg) の人が登り 始めた。この人はどこまで登りうるか。 B 床 解答のポイント! 力のつりあいの式の数) < (未知数の数) のとき, 未知数を求めるために力の モーメントのつりあいの式も必要になる。 棒の重心は、棒の中央である。 解法 ずらす 図2-16のように, 人が下端から 〔m〕 ま A で登ったとき, はしごの下端がすべる直前と NA N' x なり,摩擦力が最大静止摩擦力μN=1/23N になったと考える。 力のつりあいの式より, 5Mg x : N' = N 8 Mg y: N = Mg + 5Mg 立の方 ここで,未知数の数はN,N', lの3つ に対し, 式の数は2つしかない。 4 ずらす よって、力のモーメントのつりあいの式の 12- 0 立て方3ステップに入る。た 2N B 5Mg Mg5 STEP1 支点は力の集中するB点。 図2-16 STEP2 力の作用線に「うで」を下ろす。 M STEP3 力のモーメントのつりあいの式より, 各力をうでの位置までずら して,