学年

質問の種類

物理 高校生

ローレンツ力の分野です。(3)の解説の説明の交流電圧の角周波数が円運動の角速度と等しくなっていれば〰︎とあるのですがなぜそうなるのかわからないです。教えて頂きたいです。よろしくお願い致します。

【3】 正の電気をもつ質量の荷電粒子を加速する ことを考える。いま、半径 R,厚さの中空で半円 形の電極 AとBを図のように距離だけ離し、平面 上に置いた。ただし、厚さと距離はいずれも半 径Rより十分小さいものとする。2つの電極には図 の真上から見た図に対して紙面を裏から表に貫く方 向に磁束密度の大きさ B の一様な磁場がかかって いる。2つの電極ではさまれた領域 (Cとする) には 磁場はないものとする。電極AとBの間には交流 電圧V(f)=Vcos.ℓ,f が加わっており,t=0のと 真上から見た図) C A B P Be Bo /装置の\ 断面 CB 8E き、電極Aが高電位とする。 また領域Cの電場は一様とみなせるとしよう。 ABU Q FK この装置によって荷電粒子が加速されるようすは次のとおりである。 時刻 f=0 に電極 Aの右端の点Pに荷電粒子を置くと電圧V によって加速され、 電極 B に入る。荷電粒 子が2つの電極間の距離を移動する時間は十分短く、その間電圧は一定とみなせるもの とする。電極 Bに入った荷電粒子はローレンツ力を受けて円運動を行い,領域Cに達す るが、電極内の移動時間は領域を通過する時間に比べて十分長い。したがって、この 間に交流電圧の位相が180°変化していれば荷電粒子は再び電圧V によって加速され、 電 極Aに入って円運動を行い、領域Cに達する。 このように電極 A, B内で円運動した荷 電粒子は領域Cを通過するたびに加速をくり返す。以上を考慮して次の問いに答えよ。 (1) 時刻 f=0 電極 A の右端の点P に置かれた初速度の荷電粒子が電極 B に入ると きの速度を求めよ。 (2) 電極 Bに入った荷電粒子が行う円運動と円運動の向き(時計回り、反時計 回り)を答えよ。 (3)(2)の荷電粒子が電極 B内を通過する時間および領域Cに到達した荷電粒子を再 Vで加速するために必要な交流電圧の角周波数」をそれぞれ求めよ。 (4)(3)の荷電粒子が領域Cを通過して電極Aに入るときの速度 #27 電極 A内での円運 動の半径 および電極A内を通過する時間をそれぞれ で表せ。 (5)ここまでの考察により, 荷電粒子は領域Cを通過するたびに電圧Vでどんどん加速 されるが,加速に伴って電極 A, B内での円運動の半径がどんどん増大してしまい 荷電粒子が到達できる速度の上限が電極の大きさに依存してしまう。そこで,荷電粒子 の円運動の半径を保ったまま加速するには磁束密度の大きさと交流電圧の位相をどのよ うに制御すればよいか、答えよ。

回答募集中 回答数: 0
情報:IT 高校生

至急です 計算過程と答えを教えて欲しいです

5 音のデジタル化 次の文の空欄に適切な数値を答えなさい。 60分の音声信号 (モノラル)を, 標本化周波数 40kHz, 量子化ビッ ト数 16ビットのPCM方式でデジタル化する場合のデータ量について 計算する。 ここで, データの圧縮は行わないものとして考える。 p.54~p.55 この音声は, 1秒間に (1 回標本化 (サンプリング)され, 1回のデータを (2 ) バイトで量子化されることになる。 従って, 1秒間のデータ量は,(1)×(2) = (3 バイトとわかる。 今 回の音声信号の長さは,(4 秒なので、総データ量は (3)×(4) (1) で計算でき, おおよそ (5 ) Mバイトとなる。 (2) ちなみに, 標本化周波数を半分にすると総データ量は元のデータ量に (3) 比べて (6 倍になり、標本化周波数を変えずに音声信号だけモ ノラルからステレオになった場合、 左右の2種類記録することになる ので,データ量は (7 倍になる。 ただし1Mバイトは 1 × 10° (4) (5) (6) バイトとして計算すること。 (7) 6 画像のデジタル化 次の文の空欄に適切な数値を答えなさい。 なお、計 算はすべてデータの圧縮は行わず画像への付加情報などは無視する。 解像度が横800×縦600で24ビットフルカラーの画像Aがある。 この画像のデータ量は (1 ) バイトである。 この画像Aの横と縦 をそれぞれ3倍にし, 1ピクセルの色情報を表わすビット数 (階調)を 24ビットから8ビットにしたものを画像Bとする。 画像Bのデータ量 は,画像Aのデータ量の (2 倍になることがわかる。 一方,横38.1cm, 縦 25.4cm の画像を、解像度 400dpi 24 ビッ トの色情報を指定してスキャナで読み込むと, データ量がいくらになる か計算してみる。 解像度 400dpi とは, 1インチに400個の点の集ま りで表現することを表す。 つまり,1インチ×1インチが400×400 ドットとなる。ここで, 1インチは2.54cm とすると,取り込む画像は, 横 (3 ドット×縦(4 ) ドットとなるので,データ量は p.56~p.g (1) (2) (3) 約 (5 Mバイトとなる。 ただし 1Mバイトは1×10°バイト (4) として計算すること。 (5)

回答募集中 回答数: 0