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物理 高校生

(5)についてです 解説ではΔλ/λで比較しているのですが、コンプトン効果が顕著に現れなくなるのは、Δλが小さくなる場合ではないのですか? 測定するときにその変化を見ると思うのですが 分かる方いたら教えて下さい

145.〈コンプトン効果) X線を物質に入射したとき, 散乱されたX線の波長 人射X線の波長よりも長くなる現象をコンプトン効 果とよぶ。この現象は, X線を単なる波動と考えただ けでは説明ができない。 コンプトンはアインシュタイ ンが提唱した光量子仮説に基づいてX線の光子の粒子 性に着目し、光子は物質中の電子と衝突することによ って、非弾性的な (つまり, 光子のエネルギーが減少 する)散乱が起こる, と考えた。 このとき, 光子は電子に一部のエネルギーを受け渡し, 散乱 された光子の振動数はそのエネルギーの減少分だけ小さくなる。 図は、光子が電子と衝突して散乱されるようすを模式的に示したものである。電子の質量 をm, プランク定数をh, 光の速さをcとし, 衝突前の電子は静止しているものと仮定して 次の問いに答えよ。 1光子の波長をえとしたとき, この光子のエネルギーEと運動量Pをん, c. Aのいずれか必 要なものを用いて, それぞれ表せ。 2) 入射光子の波長を Ao, 散乱光子の波長を 入, はね飛ばされた電子の速さをvとしたとき, 衝突前後におけるエネルギー保存の式を書け。 (3)散乱光子とはね飛ばされた電子の散乱角は, 入射光子の進行方向に対してそれぞれ角度 0とゆであった。このとき, 入射光子の進行方向とこれに対して垂直方向の成分について, 運動量保存の式をそれぞれ書け。 (4)(2)のエネルギー保存の式と(3)の運動量保存の式を使うと, 入射光子の波長 入oと散乱光子 の波長入」の間の変化量 4A(3DAース)が求まる。この AAをれ, m, c, θを用いて表せ。 た だし、導出過程において以下の近似式を適用せよ。 散乱光子 波長: 入射光子 波長:。 OAAAA はね飛ばさ れた電子 速さ: 衝突前の電子 質量:m (静止していると仮定) + Ao_ -2=- Aod」 入。「。 15)波長が10-1~ 10~°mのX線を入射するときと比べ,可視光線(380nm~770nm) を入 射した場合は, Aの変化はほとんど無視できるようになり, コンプトン効果が顕著には現 れなくなる。その理由を(4)で求めた式を参考にして, 簡潔に述べよ。 なお, 1nm は 10-°m である。 [16 大阪府大)

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物理 高校生

(4)でTを求める時に1/4がでてくるのは何ですか? お願いします

00000000o A06AAAAAAA 列 面回はね振り子 ト33.34 軽いばねの一端に質量mのおもりをつけ, 天井からつり下げるとばねが長さ 。だ け伸びて静止した。このときのおもりの位置を原点0とし, 鉛直下向きにx軸をとる。 次に,ばねが自然の長さとなるまでおもりを持ち上げて静かにはなしたところ, おも りは単振動をした。重力加速度の大きさをgとする。 (1) このばねのばね定数えを求めよ。 (2) 位置xを通過するときのおもりの加速度aを求めよ。 (3) 単振動の角振動数のを求めよ。 (4)おもりをはなしてから, 初めておもりが原点Oを通過するまでの時間t と, そのときの速さ 」を求めよ。 自然の 長さ 指針ばね振り子ではつりあいの位置が振動の中心。振幅3D振動の中心からの最大変位 解(1)点0での力のつりあいより (2)位置xのとき, ばねの伸びは lo+xである。運動方程 式を立てると mg-klo=0 よって k=mg ma=mg-k(lo+x)=mg-(o+x) lo 持ち 自然 の長さ つり あい 上げる変位x _mg, Lo -mx よって a= (3)(2)の結果を 「a=le"x」 と比較して w=, g V o (4)周期をTとおくと, おもりが初めて点0を通過するま での時間もは k(lo+x) oI Bkl。 2元 一合力 ニー の 2Vg mg 点0を通過するとき, 速さは最大。 「ひ最大=Aω」より 9=g。 mg x ハ=l6w= lo

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物理 高校生

抵抗器について分かりません

7ヲタ/ 物理分野 1 <抵抗値 mr ラ7衣調 { gg人7 次の文章の空欄( 〕には適する文字式を,コには適する数値を答えなさい。 | { 了 〕 (2)〔 ) (3)C 〕 (2〔 ) (*C ( | Ui( 〕 (8)〔 JGR 〕 (O〔 ) 1 MWT zz(Q))がある。 は同じ材質でできており, 半径の比は1 :/z 長さの比は2 : 1 である。このとき, 有 st1S に 半Maaaxt | である。 1 電球にかけた電圧と流れた電流の関係を調べると, 図1のようになった。グラフは原点を通るが直 線ではないので, 電球の的抗値は電圧によって変化することがわかる。 これに対し, 抵抗線の抵抗人 は電圧により変化しないものとする。 図1 。 〔4J 、。 0 10 20 電 圧(VJ 15 Vの電池, 電球。 300 の抵抗線, 叉 肥。 を用い図 2 の回路を租 んだところ, AB間の電圧は0Vであった。 電球にかかる電圧を[YVJ, 流れた電流を7 〔AJとしたとき, 30Q の的撤線に流れた電流はを用いて表すと 〔 (2) 〕[AJであるから, ( (2⑫) 〕x太=7如2 ……② の関係がある。また, のを②に代入すると, ル当厨@周じ%/ 2③ の周祭があることがわかる。 電球は③④と図 1 の曲線のどちらの関係も 満たすので, 図 1 に④の直線を描き曲線との交点を求めることにより. =ニ⑭⑰ J(V) 7-し65) 」(A)〕 とわかる。 図2 で用いたものと同じ電球を 2 個、 20Vの電池, 400の抵抗線 2 本(7。。 )。 的値が不明の抵抗線。 を用いた図 3 の回路を組んだ ころ, XsにはDCの向きに03Aの電流が流れた。 電球】 にかかる電圧を了(VJ, 流れた電流を7 〔A]としたと き, 4 に流れた電流は7を用いて表すと( (6) J〔AJ]であるから, 4にかか る電圧は40x(( (6) J)(VJであぁる。 電球1] にかかる電圧とた。にか かる電圧の和が電源の電圧に等しいから. と7は. (だ3に人8 ーュョ④ 3 2財係かあることがちかる。 このとき. = ][VJ、7-全 ][A]ともかる。

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