クについてなのですが、なぜ角度を大きくしても波長は変わらないのですか？ この答えは②です

キ ク 問5 次の文章中の空欄 に入れる式と語句の組合せとして最 も適当なものを、後の①~⑥のうちから一つ選べ。 6 図6のように、 底面が水平で十分に大きい水槽に水を入れ, 一定の厚さの ガラス板を水槽の底に沈める。ガラス板を沈めていない部分を領域1,ガラ ス板を沈めて浅くした部分を領域2とする。領域1で振動板を水面に触れる ようにして一定の振動数で鉛直方向に振動させたところ,水面波が伝わり, 領域1と領域2の境界面で屈折した。このときの波面の様子を写真に撮って 調べたところ、図7のようになっていた。 領域1を伝わる波の波面と境界面 のなす角度は45°,領域2を伝わる波の波面と境界面のなす角度は20°で あった。このとき,領域1を伝わる波の速さと領域2を伝わる波の速さ 2比は, 102 = キ である。 また, ガラス板の位置を変えて、領 域1を伝わる波の波面と境界面のなす角度を45°より大きくしたとき,領域 2を伝わる波の波長は、図7の場合と比べて ク ガラス板 . 領域2 領域 1 図 6 ZSME 振動板 ② (3) 領域2 ガラス板 キ 波面 : 領域 1 sin 45° sin 20° sin 45° sin 20° sin 45° sin 20° sin 45° sin 70° sin 45°: sin 70° sin 45° sin 70° 図 7 20 Warni ク 大きくなる 変わらない 小さくなる 大きくなる 変わらない 小さくなる MSR

黄色でマーカー引いたところがどうして2πx/16となるのか分からないです。教えてください🙇‍♀️

入 =2.0mである。 波の速さをv[m/s」として、 発展例題 30 正弦波の式物理 図のような正弦波が, x=0を波源として, x 軸の正の向きに進行している。 実線の波形から 最初に破線の波形になるまでの時間は, 0.10s 0.100 であった。 実線の状態を時刻 t=0s とする。 (1) 波の伝わる速さ, 周期, 振動数を求めよ。 (2) t=0sにおける波形を式で示せ。 (3) x=0mの媒質の変位y〔m〕 , 時刻t [s] を用いて表せ。 指針 正弦波の波形や, 単振動をする媒質 の変位は,いずれも sinを用いた式で表される。 それぞれの式は、波の波長や周期, 振動のようす をもとにして考えることができる。 解説 (1) 波は 0.10s間に2.0m進んで 2.0 0.10 おり, 速さは, v=· 図から, 波長 = 16m なので,周期Tは, T= 入_16 V 20 = 0.80s =20m/s 振動数fは, f= =1.25 1.3Hz T 0.80 (2) 図の波形において, 1波長分 (入=16m) はな れた位置どうしでは位相が2異なり, t=0の とき x=0の媒質の変位はy=0 なので, 位置 2 1 CATO -1 -2 y〔m〕 10 発展問題 356 進む向き 20 088 x(m) NEOT 126 W= 2π 77" xでの位相 (sin の角度部分)は、2016=7 8 と表される。 また, x=0 から x>0 に向かって まず波の山ができており、波の振幅が2.0mな ので,求める波形の式は, y=2.0 sin- DIVER A (3) 媒質の振動では1周期 (T= 0.80s) 経過する ( と位相が2進み, x=0の媒質の変位は,図か ら,t=0のときにy=0 なので、時刻t におけ る位相 (sin の角度部分) は, 2π- t =2.5t と (部分)は,270.80 表される。 また, x=0の媒質は, t = 0 から微 小時間後に負の向きに動くので、求める変位y の式は, y=-2.0sin 2.5t TIC 199 TX 8

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

(2)なのですが 私は黒く塗っている丸いところが変位が最大だと思い、それは1/2周期なので1/2T×v＝Tv/2としたのですがどこが間違っていますか？

知識 物理 やや難 963. 平面波の反射 水をはった十分に広くて底入射波、 の平らな水槽で, 平面波が入射角 6 で境界 AB に 達している。 図は, ある時刻の入射波のようすを 上から見たもので, 波の山を実線,谷を破線で表 している。 波の速さをv, 周期をTとする。 A (1) 波の反射角はいくらか。 1回振動するのに (2) 入射波と反射波が干渉し,変位の大きい場 かかる時間 所が無数に見られた。 境界に最も近く、 変位が鉛直上向きに最大の場所(境界を除く) の境界 AB からの距離はいくらか。 ただし、波の位相は反射で変化しないとする。 (3) 変位が鉛直上向きに最大の場所は, 境界 AB と平行な方向に沿って並んでいる。 隣りあう場所の間隔はいくらか。 (4) 変位が鉛直上向きに最大の場所は、どの向きにどれだけの速さで移動しているか。 B

(2)で、移動距離は6.0mなんですか？

[知識] 187. 波の要素 図の実線波形は,x軸のy[m]↑ 0.50 正の向きに進む正弦波の, 時刻 t=0s のよ うすを示したものである。 実線波形が最初 に破線波形のようになるのに, 1.5s かかっ た。 次の各問に答えよ。 -1.5522.00 -0.50 (1) 波の振幅, 波長はそれぞれいくらか。 (2) 波の速さはいくらか。 また、波の振動数、周期はそれぞれいくらか。 (3) 実線波形の状態から. 3.0s後の波形を図中に示せ。 O 2.0 4.00 波の進む向き JoJo 16.0 18.0 x[m] ser

(2)で2枚目の解説の黄色の線のところがいまいち分からないので教えてくださいm(_ _)m

(3) (2) [知識] 187. 波の要素 図の実線波形は,x軸のy[m]↑ 「正の向きに進む正弦波の, 時刻 t=0s のよ 0.50 → 波の進む向き うすを示したものである。 実線波形が最初 に破線波形のようになるのに, 1.5s かかっ た。 次の各問に答えよ。 -0.50 (1) 波の振幅, 波長はそれぞれいくらか。 (2) 波の速さはいくらか。 また, 波の振動数, 周期はそれぞれいくらか。 (3) 実線波形の状態から, 3.0s後の波形を図中に示せ。 (4) 波形が続いているとすると, t=0sのとき, x=30.0m の媒質の変位はいくらか。 ヒント (4) 正弦波では, 1波長分の波形が繰り返し現れることに注目する。 例題22 188. 横波の振動 図は,x軸の正の向きに進む横波の 0 2.0 4.0 36.0 18.0 x[m〕 Com ser 章 波動

なぜ波長は(１)と同じなのですか？

基本例題 57 弦の振動 振動数 4.6×102Hz のおんさに弦の左端を取りつけ, 水 平に移動できる滑車に通して右端におもりPをつるし,弦 の長さ AB を変えられるようにした装置がある。 ABの長 おんさ さを0.50m としておんさを振動させたところ,腹が2個 の定在波ができた。 (1) この定在波の波長 入 [m]と,弦を伝わる波の速さ” [m/s] を求めよ。 (2) 腹が3個の定在波を生じさせるには ABの長さを何mにすればよいか。 指針 各場合ごとに定在波をかき波長を求める。 振動数fはどの場合も同じ。 解答 (1) 図1より 入 = 0.50m →301,302,303,304 解説動画 v=fd=4.6×10²×0.50=2.3×102m/s A 0.50m 入 図1 20.50 (2) 波長は(1)と同じなので,図2より1=1/23×3= 2 •BA ト -x3=0.75m おもりP BO 図2 入

問9で、sinθ=√3/4なのは何故ですか？

例題 2 屈折波の波面 図のように,平面波が境界面に達した。 屈折 波の波面を作図せよ。 ただし, 媒質 I に対す る媒質ⅡIの屈折率を2 とする。 2 (+式 (9)) から, 01=n12=2 V₂² V₁ T 境界面 -= 1212 V₁ 指針 屈折の法則 -=n1z(p.152・式(9))から, 媒質ⅡIにおける波の速さが,媒質 V2 Iにおける速さの何倍になるかを求める。 ホイヘンスの原理にもとづいて素元波を描 き, 屈折波の波面を作図する。 解 媒質 I, I における波の速さをそれぞれ v1, v2 とすると, ma 逆の屈折る V₁ V2 V2 であり、媒質 Ⅱ における波の速さは, 媒質 Ⅰ における速さの1/12/2になる。図のように,B2 からAB におろした垂線とA,B との交点 B2C の素元波 (半 をCとして, B, から半径 円) を描く。 このとき, B2 からこの素元波に 2 引いた接線が, B2 を通る屈折波の波面となる。他の波面は,入射波の波面と境界面の『 交点から,この接線に平行な線を引くことで求められる。 B1 B2C 2 B2 入射波 の波面 媒質 Ⅰ A2 媒質 ⅡI] 屈折波 の波面 入射波 の波面 媒質 Ⅰ 媒質 Ⅱ 問9 類題例題2で,入射波の波面と境界面のなす角を60° とする。このときの屈折角 を0として,sin0 の値を求めよ。答えは分数のままでよく, ルートをつけたままでよい。 8 平面波 障害物に を送ると, にまわりこ 回折は, 部分にも すき間 (a))。 した る (図 波長よ の

(3)の答えがy=-2sin10π(t-x/3)なのですが なぜマイナスがつくのですか？

10 標準 正弦波の式図は,x軸の正の向きに進む正 弦波の, 時刻 t=0 における波形を表してい る。 t = 0.20s のとき, 波形がはじめて図と同 じになった。 次の各問に答えよ。 (1) 波の速さは何m/s か。 (2) x=0 における媒質の変位y [m] と時刻 t[s] との関係を示す y-tグラフを描け。 (3) 位置 x 〔m〕 の媒質の, 時刻t [s] における変位y [m] を表す式を求めよ。 ヒント (3) 原点 (x=0) の媒質における単振動の初期位相を調べる。 y [m] 2.0 -2.0 0.30 波の進む向き 10.60 x [m] 第Ⅱ章 ●波動

(2)なぜ点Cから接線を引くのですか？

基本例題 56 波の屈折 媒質1の中を矢印の向きに進んできた平面波が境 界面 XY に入射し、屈折して媒質2へ進む。 図はあ る瞬間の入射波の山の波面を示す。 入射波の波長は 3.0cm. 振動数は8.0Hz. 媒質1に対する媒質2の 屈折率は2.0 とする。 (1) (a) 媒質1の中での波の速さは何cm/sか。 (b) 媒質2の中を進む波の波長 2 は何cmか。 (2) 図の時刻における屈折波の波面 (山を連ねた線) を作図せよ。 解答 (1) (a) v=fd = 8.0×3.0=24cm/s (b) 1¹ =1 λ2 (2) 右図のように、媒質1での波の進行 方向 BC をかく。 Aで媒質2に入っ た波の速さは, 媒質1での速さの半 分となるから, Aを中心として半径 が1/12 BCの円をかく。Cからこの円 3.0 2.0 媒質 1 X Sol 指針 (2) 2.0= より, v=媒質2での波の速さは媒質1での波の速さの半分となる。 V1 V2 = n12= 2.0 A2= -=1.5cm 10 Y に引いた接線の接点をDとすると, AD が屈 折波の進行方向となる。 よって CD が屈折 波の波面と 媒質 1 なり,他も B これと平行 に入射波の X_A 波面とつな がった直線 をかく。 D 媒質 2 C Y 媒質2 半径=1/2BC