どう考えれば良いのか分かりません 自力で解いた例題もあっているか確認お願いしたいです

物理基礎 基本問題 No.1 1. 正弦波 4月14日 月曜日 5時間目 右の正弦波の発生の図をもとに 作図せよ。 (1) 点P での媒質の変位の時間 変化を表せ。 ①右の各グラフの点P。 だけに 注目し, 変位を順に読みとる。 ②下のグラフに点を記す。 ③点をなめらかな曲線で結ぶ。 正弦波の発生 図のように,波源の単振動が媒質を伝わって, 正弦波が生じる。 媒質の各点を連ねた線を波 形といい, 各点のつりあいの位置からのずれ を媒質の変位という。 t=0 s Fooooooo Po P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 y 4 y4 (2)点Pの媒質の変位の時間変化 を表せ。 y4 45° 0 2-8 5 g olの |t=² T 90° 9 (3) 時刻 t = Tにおける波形を表せ。 8 y4 Po P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 Psx t= 3g 135° =T 10 (4) 時刻 t = 80 -Tにおける波形を表せ。 180° 14 0 x PoP1 P2 P3 PP5 P6 P7 P8x

この問題の解答を作っていただけませんか。院試の勉強に役立てるつもりです。

問題1 粒子の質量 m、ばね定数K の1次元調和振動子を考える。波動関数 y=N.exp( 26 ) yo N=exp(-1211 ) exp(61) - 2017(6) 00: = non! を考える。ここで、yは1次元調和振動子の基底状態、*およびらはフォノンの生成および消滅演 算子 z は複素定数である。 (4) (5) の解答はm、 K を用いずに、講義でも用いた実定数 1 a = V h = = ħ² (mk) = ½ 4 mo z、および、hを用いて表せ。 (1)は規格化されたエネルギー固有関数y=(6) を用いて 8 1 y = N₂Σ n=0 Vn! と表すことができることを示せ。 (2)yが演算子の固有関数であることを示せ。 さらに固有値を求めよ。 (3)が規格化されていることを示せ。 (4)yによる位置演算子の期待値x、運動量演算子のx 成分 px の期待値を求めよ。 (5)位置のゆらぎ4x=√<yl(i-xy)、および運動量のx成分のゆらぎ4p=<yl(p.-P)^v)を を求めよ。 この結果を用いて、不確定性関係が満たされていることを確認せよ。 (6) 初期条件(0)=yの場合の時間に依存したシュレディンガー方程式の時刻 t での解をy(t) と 表す。B(t)=(y(t) (1) とする。 〈4 (1) 6y(t)) をB(t) を用いて表せ。 (7) B(t)の満たす微分方程式を導出し、その一般解を求めよ。 (8)時刻tでの解y(t)による、位置、運動量のx成分の期待値を求めよ。初期状態のzは z=rexp(i0)、 ここでおよび0は実数である、で与えられるとし、期待値を、a、r、 0、 w、 t、および、hを用 いて表せ。

至急！この問題の解法を教えてください🙇‍♀️

... 79.〈音波の性質> 図1上図のように原点Oにスピーカーを置き, 一定の振幅で, 一定の振動数の音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。 空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x 軸上 (x>0) の各点で圧力の時間変化を測定する。 ある時刻において,x軸上(x>0)の点P付近の空気の圧力か xの関数として調べたところ、 図1下図のグラフのようになっ た。 ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く,また音波が存 在しないときの大気の圧力をする。圧力が最大値をとる x=x から, 次に最大値をとる x=x までのxの区間を8等分 X1,X2, ...,と順にx座標を定める スピーカー X3 X4 X5 Poss XoX1 X2 点P付近の拡大図 図1 から x までの各位置の中で, x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置, およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。 次に点Pで空気の圧力の時間変化を調べたところ、図2のグ P4 ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から, 次に最大値をとる時刻t=ts までの1周期を8等分した、 た,..., と順に時刻を定める。 からまでの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も 大きく変位しているのはどの時刻か。 図3のように,原点Oから見て点Pより遠い側の位置に,x軸 に対して垂直に反射板を置くと,圧力が時間とともに変わらず常 po となる点がx軸上に等間隔に並んだ。 (3)これらの隣接する点の間隔dはいくらか。なお,音波の速さ をcとする。 Pos ta ta ts to tit tet ts t 図2 図3 反射板 (4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3) で求めたdは増加した。 その理由を説明せよ。

至急！この問題の解法を教えてください🙇‍♀️

必 76. 〈円形波の反射〉 5.0Hzの円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。図で円は 水面波の山の位置を表している。 0を通り器壁に平行な直線上で0から 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが, 反射 の際、波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として, 振動数 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな 8.0m P 3.0m く,水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに,波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 22 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 1/12 となる。□に当てはまる式を入れよ。 いまx=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4)入は何か。

至急！この問題の(1)から(4)の解説をお願いします🙇‍♀️

必 76. 〈円形波の反射〉 図のように、水槽の器壁から3.0m離れた点を波源として,振動数 5.0Hz の円形波が次々と送り出され, 水面上を伝わっていく。 図で円は 水面波の山の位置を表している。0を通り器壁に平行な直線上でOから 8.0m離れた点をPとする。 OからPの向きにのびる半直線を破線で表 し, Lとよぶ。 0から送り出された波はやがて器壁で反射するが,反射 の際, 波の振幅および位相は変わらないとする。 また, 水槽内の水面は 十分に広く水深は一様で、一度反射した波が再び器壁にもどることはな P 3.0ml 8.0m Q く、水面を伝わる波の速さは一定であるとする。さらに、波の振幅の減衰はないものとする。 (1) 0から出た1つの円形波Cが器壁に届き反射した後, 反射波の山がPに達した。 この瞬 間の波C全体の山の位置(実線)を正しく表した図は(ア)~(エ)のどれか。 (ア) P (イ) (ウ) (エ) ここでL上の任意の点をQとし, OQ=x[m] とおく。 Qでの, 0から直接届いた波と器 壁で反射して届いた波の干渉を考える。 42 波長を入[m], n=1, 2,...として,Qで2つの波が弱めあう条件を書くと, =(2-1) 12/12 となる。 □に当てはまる式を入れよ。 いま x=8.0m の点Pでは2つの波が干渉した結果, 互いに弱めあい, 水位が変化しない という。また, L上で水位が同様に変化しない点のうち,0から見てPよりも遠くにあるの は2個だけであった。 PはL上で(2)で得られた条件を満たす点のうち, nがいくつに相当するか。 (4) 入は何か。

物理基礎の問題です！ ③が答えになるんですが 考え方(特にコイルの磁場について)を わかりやすく教えてほしいです！！ よろしくお願いします🙇🏻‍♀️՞

思考 物理 量はそれぞれいくらか。(a 中の比熱はそれぞれいくらか。 (20. 県立広島大改) 271. 電磁誘導 図のように、糸に円形磁石を取りつけた振り子が ある。その支点の真下に円形コイルを水平に置き,コイルをオシロ スコープに接続する。 コイルよりも大きな振幅で振り子が振動する とき,コイルに発生する電圧の変化をオシロスコープで測定する。 なお,磁石の直径は,コイルと同程度であるとする。振り子の振れ が最大となったときに観測を始めたところ,最初に電圧Vが正の向 きに増え始める波形が得られた。 振り子が2往復する間の波形とし て最も適切なものを、次の①~④のうちから選べ。 1 V 磁石 端子へ コイル ③y ② VA 左の力 0 時間 @ as.0 1.0 20.0 TS 時間 時間 時間 ●ヒント ドンの運動の 270 (3) 電熱線で発生したジュール熱は、 水 (油) と容器が得た熱量の和に等しい。 (07. センター試験 改 -271 磁石が近づくときはコイルを貫く磁場が増加し, 遠ざかるときはコイルを貫く磁場が減少する。

物理です。解説をお願いしたいです🙇🏻

112 気柱の振動 教 p.128~129 図 (1)~(4)のように, おんさを使ってガ (1) 発する音の波長をそれぞれ入1, A2, A3, 4 とするとき,これらは何mか。 また, そのときの振動数 (それぞれfu, f2, f3, f とする) は何Hz か。 ただし, 音の速 さを340m/s, 管口の位置を腹とする。 ラス管内の気柱を共鳴させた。おんさの U 0.18m 112 A: fi (2) 0.42m A2: f2: (3) 0.50m A3: U f3: (4) 0.50m (4)入4: f:

至急です！(4)のやり方を教えて欲しいです！！

第7章 例題 34 ■ 波の性質 75 <-102 解説動画 図は、x軸の正の向きに進む縦波のある時刻の変位を横波のように表している。このとき,次の 状態になっている媒質の点はO~Eのうちのどれか。 (1)最も密な点 (2) 最も疎な点 (3) 振動の速度が0の点 (4)振動の速度が左向きに最大の点 yi B 0 A 指針 (1), (2) 横波表示の変位を時計回りに90°回転させ, 縦波の変位にもどして調べる。 D /(3), (4) 縦波でも,媒質の振動の速さは横波表示の山 谷の点で0となり, 変位yが0の点で最大となる。 速度の向きを 知るには少し後の横波表示の波形をかく。 この間の媒質の動きの向きがy軸の負の向きならば, 振動の速度はx軸 のの向き(左向き)である。 贈答 (1) A,E (2) C (4) 変位yが0で,媒質の動きの向きがy軸の負の向き の点C 34 密 疎 B 密 A D Ex (3)横波表示の山谷の点 0, B, D 0 D Ex

この問題でふたつの波がどういう感じになるか分かりません。お手数ですが波AとB を書いていただきたいです。

実施日 月 日 /16 題 【4】 定常波◆ 距離 0.80m はなれた波源 A, Bが 同位相の振動をして, 振幅, 波長、 速さの等 しい連続した正弦波を互いに逆向きに送り出 している。 正弦波の振幅は2.0×10-2m, 波長 は0.60mである。 図は, A, B が振動を始め たあとのある時刻における波形を示したもの である。 0.80m (1) AB間には定常波ができる。 定常波の腹の 位置での振幅は何mか。 (2)定常波の隣りあう腹と腹の距離は何mか。 (3) AB間にできる定常波の腹の位置をすべ て答えよ。 位置はAからの距離で示せ。 (4) AB間にできる定常波の節の位置をすべ て答えよ。 位置はAからの距離で示せ。

物理基礎の正弦波の反射の問題です。 (2)の問題で、問題文の図では、Ｏ地点からマイナス方向に進んでいるのですが、答えではＯ地点からプラス方向に進んでいます。なぜ答えのようになるかわからないです💦

基本例題25 正弦波の反射 基本問題 198, 199 1 図の点0に波源があり, x軸の正の向きに 正弦波を送り出す。 端Aは自由端である。 波 源が振幅 0.20mで単振動を始めて 0.40s が 経過したとき, 正弦波の先端が点Pに達した。 0.20 (1) 波の速さはいくらか。 y[m〕↑ 0.20 PA 〔m〕 0 1.0 2.03.0 4.0 自由端 指針 (1) 波は 0.40s で1波長分 (2.0m) 進んでいる。「=」を用いる。 (2) 反射がおこらないとしたときの0.60s 後の 波形を描き, 自由端に対して線対称に折り返し たものが反射波となる。 観察される波形は, こ の反射波と入射波を合成したものである。 ■解説 (2) 図の状態から, 0.60s 後に観察される波形を図示せよ。 (2) 反射がおこらないとしたとき、波の先端は、 Pから 5.0×0.60=3.0m先まで達する。 した がって観察される波形は図のようになる。 y[m〕↑ 反射波 入射波 観察される波形 0.20 3.0 [m] 0 1.0% 2.0 ¥4.0 5.0 (1) 図から 0.40s 後に, 1波長の 波が生じている。 周期 T = 0.40s, 波長 -0.20 入 = 2.0mである。 波の速さを [m/s] として, A 2.0 = T 0.40 = 5.0m/s 90 章 波動