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物理 高校生

(2)でなぜ「-1」をする必要があるかわかりません

図のSは任意の波長入の単色平行光線をとり 出せる光源,Hは光の半分を通し残り半分を反射 する厚さの無視できる半透明鏡, M1,M2 は光線 に垂直に置かれた平面鏡である。 Sから出た光は Hで2つの光線に分かれる。ひとつはHを透過 し M1 で反射したあと, Hで反射し光検出器Dに 達する。他方はHで反射したあと, M2 で再び反 射してから,Hを透過しDに達する。 Dではこの 2光線の干渉が観測される。 装置は真空中に置か れているとして、 以下の問いに答えよ。 S O H M25 (1) M1,M2 が図の位置のとき, 光源からDに達する2光線の間には光路差 (光学距離の差) はなく, 2光線が強め合っている。 この位置から M2 を鉛 直下方に距離だけ平行移動すると,やはり強め合うのが観測された。 を波長入および整数で表せ。 (2)図の位置からM2 を一定の重力の中で自由落下させ, Dで光の強め合い を検出した。落下し始めた瞬間の強め合いを1回目とし、時間後にN 回目の強め合いが検出された。 重力加速度g を入, t, N で表せ。 なお、落 下中 M2 の面は傾かない。 (3) M2 を図の位置 (10) に戻して, Hと M1 の間に屈折率 n=1.5, 厚さ d=2.5×10 〔m〕 の薄膜を入れたとき, 波長 入1 = 0.50×10[m]で強め 合っていた。ここで,光源Sの波長をゆっくりと増やしていくとDの干渉 光は一度弱くなるが,ある波長 入になると再び強め合う状態になった。 波長が変わっても屈折率は変化しないとして,入2 を求めよ。 (千葉大)

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物理 高校生

最後の行の式の変形のやり方が分かりません。

すだけ 出題パターン 45 波式 STAGE 12 の42 (p.141) のグラフで, x=0.9 〔m〕の位置に固定端を置 いたときの (1) 入射波 (2) 反射波の波の式を求めよ。 解答のポイント! 反射波は原点でのy-tグラフ(p.142 の(3)を参照) からつくる。 解法 (1) 波の式のつくり方3ステップ (y-x グラフ)で求める。 STEP1 図 13-12 の t = 0 での波の式は, ×102 (m) y 2π y=-2.0×10-2sin 0.8 EP2 vt = 4.0t 平行移動。 0 STEP3 時刻 t での波の式は, xx - 4.0t とおきかえて, -2.0 2.0- 4.0t t=0 t=t S 0.8 注目! 図 13-12 上のy=-2.0×10 sin- (x-4.0t) 2л 0.8 = 2.0 × 10²sin10л (t-- x 4 (2) 波の式のつくり方3ステップ(y-tグラフ)で求める。 STEP1 原点 x=0での y-t グラフは図13-13 で, 2π y=2.0×10™sin STEP2 x=0からx=0.9[m] 0.2 ×10-2〔m〕 y 2.0 2018-x 4.0 で反射してx=x に戻るまで (図 13- -2.0+ 14) の時間は, 0.9+ (0.9-x) = 1.8-x (s) 4.0 4.0 さらに固定端反射で上下ひっくり返ることも 合わせて図 13-13の反射波のグラフが描ける。 |x=x| 注目! 0.2 図13-13 0.9- <反射 > -0.9-x 図 13-14 2л STEP3 固定端反射した波のx=xでのy-tグラフの式は, y=-2.0×10^'sin 1.8-x =2.0×10^cos10 t+ (+) 0.2 4.0 上下ひっくり返る おきかえる ヒント! sin (A-12/27)=sin (4-1/2) =-COSA STAGE 13 波の式のつくり方 151

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物理 高校生

物理基礎の波とグラフの問題です。問5と問6が分かりません。分かる方いましたら教えて欲しいです🙇‍♀️

(1)y-xグラフから、波の波長は2.0m と読み取ることができる。 2.0 1 =5.0m/s -=2.5 Hz 0.40 0.40 (2) t=0から0.30秒の間に波が進む 距離 x [m〕 は, 解 2)= 入 T x=vt=5.0×0.30=1.5m この分だけ、波形を波の進む向きに 平行移動させればよい。 軸との交点, 山, 谷などを目印 として, 波形を波の進む向きに平 行移動させる。 類題x軸の正の向きに進む正弦 波が,実線の波形から最初に破線の波形 になるまでに 0.10秒かかった。 この波の 振幅, 波長, 速さはそれぞれいくらか。 問 5 類題図は,x軸の正の向きに速 さ 4.0m/sで進む正弦波の, 時刻 t=0 に おける波形である。 t = 0.50s における波 形を描け。 問6 図は, 原点 (x=0) でおこった単 振動のようすであり, y〔m〕は変位, t[s] は時間を表す。 この振動によって, x軸 の正の向きに速さ 2.0m/s で波が伝わる。 この波の振幅 周期, 波長はそれぞれいく らか。 148 第Ⅲ章 波動 T -1.0 y[m〕↑ 0.30 y[m〕↑ -0.30 2.0 -2.0 y[m〕↑ 0.50 O -0.50 ANI 4.0円 48.0 12.0 y[m]↑ 0.10 O O -0.10 41.0 0.41 1.5m 12.0 t=0 における波形 →波の進む向き 41.2 波の進む向き 10.20 0.40 2.0 [m] r[m] t(s) 40.60 2.0 波形( (Op.146・式(2 5.0= T 手順2 微小時間 媒質の動く向き x=0の媒質の t=0のと 時間 したがって, x に動く。 手順3 y-t 振幅 0.30 らをもとにし ようになる。 練習 1 図に で進む正弦 している。 の変位y〔m- フを描け。 (1)x=0n (2) x=1.

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