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物理 高校生

(5)解説で「⑤式において、θ=135°にもかかわらずΔλ≒0となるのは〜」とあるのですが、なんでΔλが0に近づくとX線強度が跳ね上がるのですか? (出典:難問題の系統とその解き方)

(i) 電圧 くなり ・飛び のよう たの) 傾きこん Wo h ら, 例題 コンプトン効果 電子の質量をm, プランク定数をん, 光速をcとして、以下の設問 に答えよ。なお, (1), (2) 以外は解法も簡潔に記すこと。 [A] 1923年, コンプトンは波長入のX線を金属薄膜に照射し、散乱さ れたX線の強度の角度分布を測定した。その結果の一部を模式的 に示したのが図1であり,X線が散乱されてもとの波長より長く なっている成分のあることが観測されている。 コンプトンはこの現象を,X線を粒子と考え、この粒子すなわ 光子と静止している電子との衝突と考えて解明した。 図1(a) X線強度 (X線の散乱角80°) 入 X線波長 図 1 (b) X線強度 (X線の散乱角0=135°) M 入。 入 X線波長 図2 入射光子 (19) O- 散乱光子 (1) O 反跳電子 (0) (1) 光子のエネルギーEと運動量P を,h, c, およびX線の波長入のう ち必要なものを用いて, それぞれ表せ。 (1-cos 0) を導け。 ただし、 (2) 散乱前後の光子の波長をそれぞれ入, 入] とし, 反跳電子の速さをか とし,入射方向に対するそれぞれの散乱角を,図2のように0.④と する。このとき,入射方向とそれに垂直な方向の運動量保存則を それぞれ記し,さらに、エネルギー保存則を記せ。 h (3) 41 (=A₁-A)=- 4 « 1 として、 do mc 近似を用いること。 (4) 反跳電子の運動エネルギーの最大値T maxをm,hcおよびふを用 いて表せ。 (50=135°の図1(b) では, 波長入。 付近にもピークが見られる。波長の ピークが光子と金属中の電子との散乱によるのなら、山のピーク は光子と何との散乱と考えられるか。 理由も述べよ。 [B] 一方、電子の波動性については, 1924年ド・ブロイが予想し, 1927年デヴィッスンとジャーマーが検証した。 彼らは格子間隔dの 2-1 原子の構造 263

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物理 高校生

有効数字をかんがえると答えは0.4になると思うのですがなぜ0.40になるのでしょうか❓

COLOR 2 の加速度は の合力によって生じているので, 運動方程式は ma=mg-T よってT=m(g-a) = 2.0×(9.8-5.6)=8.4N (2) Aの加速度は張力Tによって生じているので,Aにつ いて運動方程式を立てると. Ma=T よって M= T 8.4 a 5.6 -= 1.5kg 47. Point! 物体が動きだす直前にも力のつりあ いは成りたっている。 静止摩擦力は,物体が動 きだす直前には最大摩擦力 「μN」になってい る。 解 (1) 物体にはたらく力は 図 a のようになる。 水平方向に ついての力のつりあいより 5.0-f=0 ① 式より N = 2.5×9.8 これを②式に代入して 9.8-μ×2.5×9.8=0 よって μ= -=0.40 1 2.5 2.5kg 垂直抗力 N 補足 ら、最大摩擦力の式 「μN 」 は使えない。 ① よって f=5.0N (2) 物体が受ける垂直抗力の大き さをNとする。 F 9.8N に なった瞬間、静止摩擦力は最大 摩擦力μNになっており, 物体 にはたらく力は図bのようにな ▼ 2.5×9.8N 図 b る。 動きだす直前は力のつりあいが成りたっているので, ① 鉛直方向, 水平方向についての力のつりあいより 鉛直方向 N-2.5×9.8=0 Mos 水平方向 9.8-μN = 0 重力 N F=5.0N ① 図 a F=9.8N 5.0Nのときは動きだす直前ではないか 注力Fが すべりだす瞬間は最大 Fo=2μN ①~③式より T=Fo=2μmg (2)物体にはたらく力は図bのよ なる。 鉛直方向について力のつりあい N-mg=0 よって N=mg 動摩擦力「μ'N」はμmg と 水平方向について,運動方程 ma=4μmg-μmg a=3μg 〔m/s²] よって

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