物理です。お願いします

I 図1のように、上側の領域には透明な媒質1が,下側の 領域には透明な媒質2が満たされており、水平な境界面で 隔てられている。 媒質1の中の光の速さを [m/s],媒質2 の中の光の速さを v2 [m/s] とする。 媒質1から媒質2へ 平面波の単色光を入射させると光の一部は屈折した。 (1) 図1に基づいて, 屈折の法則を説明する下の文章が 正しい記述になるように, 文中の に式を記せ。 B 媒質 1 A D [媒質2 図 1 光が媒質1から角度i [rad] で, 境界面に入射する。 入射波の波面の一端BがDに達するのに要した時間を t[s] とすると, BD の長さは ア [m] となる。この間にAから出た素元波はAを中心とする半径 イ [m]の円の周上まで進んでいる。 A から Cへ向かう向きが屈折波の進行方向となり、これと境界面の法線となす角 [rad] が屈折角で より, 屈折の法則 ある。このとき BD = (ア)=AD×ウ と AC=(イ)=AD× エ n12 が導かれる。このn12 を媒質1に対する媒質2の相対屈折率という。 (ウ) V1 (エ) v2 特に, 光が真空から媒質に入射した場合の相対屈折率を絶対屈折率という。 ある媒質の絶対屈折率 nをその媒質中の光の速さ” [m/s] と真空中の光の速さ c [m/s] で表すと, n=オ となる。また, ・相対屈折率 n12 を媒質1の絶対屈折率n」 と媒質2の絶対屈折率を用いて表すと12=カとな る。 II 次に、 図2のように,媒質2でできた円柱のまわり 媒質 1 媒質2 中心軸 0 質 1 真空 図2 を媒質でできた円筒で包んだ透明な棒が真空中に 置かれている。 円柱と円筒の中心軸は一致しており, 棒の端面は中心軸に対して垂直である。 真空側から 棒の端面の中心に向けて, 中心軸となす角が〔rad〕 の方向から細くしぼられた光を入射させた。 媒質1 と媒質2の絶対屈折率をそれぞれn】, n(n2>n」)として次の問いに答えなさい。 (2)媒質を伝わる屈折波の屈折角を [rad〕 とするとき, sin をni を用いて表しなさい。 媒質2を伝わる屈折波が,媒質2と媒質1の境界で全反射するためには、その境界での入射角が 臨界角 [rad〕 よりも大きくなければならない。 (3) sinをnn2 を用いて表せ。 (4) 全反射する場合の sini の上限値をn と n2 を用いて表せ。

1番、3番の前半、4、5が分かりません。 自分で調べながらやっているつもりなのですが、式の関係性などが全然掴めず、解けません。過程と共に教えて欲しいです。

確認問題 #01 ドブロイ波長 1.ド・ブロイ波長は、運動量p=mv の物質が持つ波 (物質波) の波長であり、 入=h/p=h/mv と表される。ここで、 hはプランク定数、mは質量、 v は速度である。従って、運動エネル ギーEの粒子についてのド・ブロイ波長はと表される。 電子について、波長入を À 単位、 運動エネルギーをV単位で表すとき、 [Å] 150.4 == と書けることを示しなさい。 プランク [E[ev] 定数は6.626×10-34 [Js]、 電子の質量は9.109 ×10-31 [kg] 1 [eV] = 1.602 × 10-19 [J]、1[Å] = 1 × 10-10 [m] とする。 2. 運動エネルギーが50eV の電子のド・ブロイ波長を求めなさい。 3. 光の粒子性を表す光量子仮説での式により、光子エネルギーE=hv と光の波長 入の関係式 がE [eV] = 1240/2 [nm] と書けることを示しなさい。 また、波長が400nmの光について 光子エネルギーをV単位で求めなさい。 4. Ni 単結晶表面での最近接原子間距離は 0.249mm である。 電子のエネルギーが100eV の とき、n (回折の次数) がいくつまでの回折スポットが出現するか述べなさい。 また、 それ ぞれの回折角度を求めなさい。 同様に、電子のエネルギーが150eVのとき、 nがいくつま での回折スポットが出現するかと、それぞれの回折角度を求めなさい。 be 101 be 入 02 d d sine₁ =λ d sin0222 5. 運動エネルギーが100eV の電子をある金属の結晶表面に対して垂直に照射したとき、 表 面の法線方向から 25.2° と 58.3° の方向に回折スポットが観測された。 これらが、 1次お よび2次の回折スポットに対応する場合、この金属の原子間距離を A単位で求めなさい。

どこかでもう一度白色の明線となる可能性はないのでしょうか？

とする。 [北見工大 改] (3) 枚子定数 d=50x10 347 回折格子■ 図のように, 格子定数dの回折 格子Gに波長の平行光線を垂直に当てて,スクリー じま ンS上に干渉縞をつくった。 GとSの距離をl, スク リーン上の最も明るい明線と次の明線までの距離を D, 最初の回折角を 0 [rad] とする。 ただし, 0 は十分 小さく, sin0≒tan 0 が成りたつものとする。 (1) この光の波長入を, d, l, D を用いて表せ。 (2) 波長の光のかわりに, 白色光を当てたとき, 中央の最も明るい明線と次の明線は, それぞれどのようになるか。 入 - 1 例題65352 の回折格子に可視光を垂直に当てたところ S 回折色 ○明線

問3がなぜBになるか分かりません🙇よろしくお願いします。

知識 実験・観察 58. 薄層クロマトグラフィー ●次の①~④に示す実験を行い,下のような結果を得た。 以下の各問いに答えよ。 ① ある被子植物の緑色の葉を乳鉢に入れ, 硫酸ナトリウムを加えて すりつぶし, ジエチルエーテルを加えて抽出液をつくった。 ② 薄層クロマトグラフィー用プレートの下端から2cmの位置に鉛 筆で線を引き, 細いガラス管を用いて抽出液を線の中央につけ, 抽出液が乾くとさらに抽出液をつける操作を5回くり返した。 ③5mmの深さになるように展開液を入れた試験管の中に、プレー トの下部が浸かるように入れ, 栓をして静置した。 8 ④展開液がプレートの上端近くまで上がってきたらプレートを取り 出し, 分離した各色素の輪郭と展開液の上端を鉛筆でなぞった。 【結果】 抽出液を展開したプレートには,上からa (橙色), b (青緑 色),c (黄緑色), d (黄色), e (黄色) の色素が分離した。 図1は, プレートと鉛筆でなぞった色素の輪郭を示したものである。 人間1. 図1のcの色素の Rf 値を, 小数第3位を四捨五入して小数 第2位まで求めよ。 問2. 図1のa~cは何の色素 だと推測されるか。 色素の名 称をそれぞれ答えよ。 問3.図2は、この植物の作用 スペクトルと, acの色素 の吸収スペクトルを示してい る。cの色素の吸収スペクト ルは, A~Dのうちどれか。 ・吸光度(相対値) 400 500 600 光の波長 図2 B 図 1 e 展開液 上端 a b C P e 原点 ← 光合成の効率 (相対値) 700 (nm) 4. 代謝 95 SE

この問題に関して質問です。 （ハ）の解説で2行目の式から3行目の式にどうすれば変換できまか？ 教えて頂けると助かります

3 重力波はアインシュタインの一般相対性理論により約100年前に予言された, 空間の伸び縮 みが横波として伝わる現象である。 2016年に重力波の初めての直接検出が報告され,現在では世 界的に観測が行われている｡ その基本的な原理はマイケルソン干渉計によるものである。 図のようなレーザー光源を用いた装置で, 光の干渉を利用して微小な距離変化を測定する。 装 置は、真空中にあるとする。 レーザー光源から出た光の進行方向をx軸の正方向に取る。 レーザー 光源は軸上の<0の位置にある。原点Oに軸に対して45°傾けて設置された厚さがじゅう ぶんに薄いビームスプリッターにより、レーザー光は半分透過し、残りが反射する。 透過した光 はそのままぁ軸上を進み, z=L+Xの位置にある鏡1で全反射する。 一方,原点で反射した 光は軸に垂直な方向に進行する。 この進行方向を軸の正方向に取る。 y軸上を進行した光は、 =L+Yにある鏡2で全反射する。 鏡1と鏡2で反射した光は再び原点0で半分に分けられ、 部がy軸上の負の位置にある点Dの光検出器に入射する。 これにより, AOBOD という経路の光 と, AOCOD という経路の光が干渉し、 検出器で観測される。 レーザー光の波長を入とする。 簡 単のため、 透過や反射による位相の変化はないものとする。 鏡の動きは光速と比較してじゅうぶ んに遅く、 入射する光と反射する光の波長は変化しないとする。 以下の問に答えよ。 (イ) 点Dで光が強め合う条件を,L,X,Y, 入および整数mより必要なものを用いて表せ。 (ロ) 鏡2をY = 0 の位置で固定したまま鏡1を X = 0 の位置から軸上を正の向きに距離 α だけ動かした。 鏡1を動かしている間に点Dで光の干渉を観測したところ、 弱め合いが N回 観測され、移動後は,ちょうど強め合っていた。 ① を L, N, 入より必要なものを用いて表せ。 重力波によって空間の伸び縮みが生じると, x,y 軸方向の光路が時間に依存して変化する。 そ こで鏡1と2が微小な単振動をするモデルを考え, X(t) = Acos (wt), Y (t)= Acos (wt+Φ) と表す。 ただし, A > 0, w ①,0≦2とする。 ここでは重力波のやってくる方向に よって決まる定数である。 (ハ) 光路差が時間によらず0となるとき, 重力波は検出できない。 このときの中の値を答えよ。 (-) 光路差の大きさをf(Φ) sinwt + t + 2/2) | の形に表すと、f(Φ) = K sin0 となる。 ただし, K はによらない正の定数である。 K と 0 を、 それぞれL, 入, A, Φより必要なものを用いて表せ。 (ホ) さまざまなの値に対するf(Φ) の最大値をL,入, A より必要なものを用いて表せ。 (へ) A = 1 x 10-21L, X = 1 × 10-6mのとき, 問 (ホ)の光路差の最大値をレーザー光の波長 入 の 4 x 10-10倍にするには, Lを何km にする必要があるか。 有効数字1桁で答えよ。 実際の重力波干渉計では、図のような装置にさらに鏡を追加してレーザー光を往復させ、 実効 的な光路長を長くする。そのため、実際の装置の大きさは,問(へ)のLの値より小さい。 201 w710-al 532 9 X 3275 6 IT レーザー光源 200 #31 37 エイ 37 L+Y [D 鏡 2 ビームスプリッター 鏡1 = Bª L+X 光検出器 Acasat sma -A sinut eard + Ato sulle Ksmo smot cov? + covul sm f v/ - In 4. JA 27-

東洋大学の生物の入試問題です。 答えは⑧です。 私は、Eは発芽しないと思い⑦を選びました。 なぜEは発芽するのか説明してほしいです。

問5 レタスの種子の発芽実験を行った。 種子をまき, 下図のように暗所で2時間給水させた後、27℃の もとで波長の異なる光を当て, 46時間後に発芽の有無を調べた。 図は左側が最初に行った処置で 右側に行くほど後から行った処置である。 なお、 本実験で使用した赤色光の波長は 660nm付近で あり, 遠赤色光の波長は730nm付近である。 この光発芽種子の発芽における光の影響について、 下記の条件A~Eのうち, 発芽するものとしないものの組み合わせとして, 最も適切なものを解答 群から一つ選べ。 32 A B C D E 解答群 Ⓡ 赤色光照射 + 遠赤色光照射 白色光照射 暗所に置く 赤色光照射 赤色光照射 + 遠赤色光照射 + 赤色光照射 A 発芽する 発芽する 発芽する 発芽する 発芽する 発芽しない 発芽しない 発芽しない 発芽しない B 発芽しない 発芽する 発芽しない 発芽しない 発芽しない 発芽する 発芽する 発芽する 発芽する C 発芽しない 発芽しない 発芽する 発芽する 発芽しない 発芽する 発芽しない 発芽しない 発芽する 暗所に置く 赤色光照射 白色光照射 遠赤色光照射 D 発芽する 発芽しない 発芽しない 発芽する 発芽しない 発芽する 発芽する 発芽する 発芽する E 発芽しない 発芽しない 発芽する 発芽しない 発芽しない。 発芽しない 発芽しない 発芽する 発芽する

なんで失うとこういう式なるのか分からないのと、電位の向きがP→Cの向きの理由がわかりません

電させる。気 Pa以下の圧 は②極 1) 物体によっ 界によって した。後に、 1-4 + Vの電圧 じる加速 14 て水平に を入れる ただし, の大き 0.26 めよ。 トン効 [26 ただし, 27 陰線の粒子は原子よりはるかに軽いので、原子の構成要素だろうと推測された。 光電効果 右図の光電管装置で, 金属板 Cへの入射光の波長を 変えて実験したところ、m〕 より長い波長の光では光 果が起こらなかっ気量光速を4m/s), ブランク 売 c 数をn's], 電子の電気量を fe[] とする。 (1) 金属板Cの仕事関数 W〔J〕 はいくらか。 の最大値K [J] はいくらか。 [ (2) 波長入[m〕 (入<入) の光を入射させた場合.Cから飛び出す電子の運動エネル (3) 波長の光を当て, PC間の電圧を0Vから少しずつ増加させたところ、電圧 この電圧 V を 入 入.h.c. 題 93 SP 問題文を読み解く。 | (1) [入 〔m〕 より長い波長の光では光電効果 が起こらなかった。｣→「波長入 [m]のとき の光子のエネルギーが, 金属板の仕事関数 に相当する｡｣ (3) 「電圧がVo〔V〕 になったとき, 電流が流 れなくなった。｣→「電子の運動エネルギー のほうが電界のする仕事の大きさよりも大 きい間は電流が流れる。｣ しかし,電界が 電子にする仕事の大きさと, 電子の運動エ ネルギーが等しくな 11/12m -mv² > eVo り,さらに電子の運 動エネルギーのほう が小さくなると,電 流は流れなくなる。 センサー 142] になったとき。 流が流れなくな を用いて表せ。 また,このとき,PとCではどちらの電位が高いか。 光の粒子性と波動性 E=hv, c=và センサー 143 光電効果における, 光電子 の運動エネルギーの最大値 Ko 光子のエネルギーhv, 仕事関数Wの関係式 Ko=huW 11/12m Je -mv² < eV, P 光 PHO wwwwwwww 428429438 SP 関係するグラフや図を思い出す。 光電効果とは, 光が当たると 0 -W 金属 (1) (2) 電子の運動 エネルギー Ko 金属の限界 振動数 vo 直流電源 電子が 飛び出す 「光の振動数 v Wは金属の仕事関数 グラフは、金属から飛び出す電子 の運動エネルギーの最大値を表す。 - (J) 【解答 (1) 光の波長が入。 のときの振動数をvo [Hz] とすると, he W=hvo, c=vo より W=hv= 20 (2) 光の波長が入のときの振動数をv [Hz] とすると. hc (λ₁-2) Ko=hv-W= he he 2 20 220 (3) (2)の運動エネルギーをもった電子が電界から -eV [J] の 仕事をされて運動エネルギーをすべて失うので hc (-A) -eVo=0-Ko= Mo hc (-A) ゆえに, Vo= -(V) edda 電界は、電子にPCの向きに力を及ぼしながら、負の仕事 をしたので, Cのほうが電位が高い。 ⑥ 27 B (例 OF 30 30 粒子性と波動性 269 W (2) (

この問題がわからないので分かる人は解説などをお願いします

練習問題 「光の屈折と全反射」 屈折率 1.5の媒質中から屈折率1の空気中へ光を入 射角i=30°で入射させる。 空気中の光の速さを =3.0x10 m/s, 媒質中での光の波長をX=4.0×10-m として、以下の問いに答えよ。 (1) 媒質中での光の速さ [m/s), 空気中での光の波長 ス [m] を求めよ。 4:00-7 AI 1. 2015 A sini 300 sint 3:0x108 22 1/2 30% 5気 1.5

これ基底状態から第一励起状態になるときk格からL格に電子が１つ移ることで電子同士の斥力でなんかすごいことになったりしないんですか？

594. フランク・ヘルツの実験 解答 (1) 解説を参照 (2) 2.5 指針 加速された電子の運動エネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギーの低い励起状態とのエネルギー差に等しくなるとき, 原 子内の電子を励起し、エネルギーを失う。 エネルギー差に等しくないと きは、原子内の電子を励起できず, エネルギーを失わない。 解説 (1) FG間の電位差で加速された電子は,その運動エネル ギーが小さいとき, 水銀原子に衝突しても, 原子内の電子を励起でき ないので,途中でエネルギーを失うことなくPに達する。 しかし, 加 速した電子のエネルギーが, 水銀原子の基底状態と, 最もエネルギー の低い励起状態とのエネルギー差に等しくなると,電子は,水銀原子 内の電子を励起し, エネルギーを失う。 このため,電子は, Gよりも わずかに電位の低いPに到達できなくなり、 電流計に流れる電流が減 少する。 さらに電位差Vを大きくすると,やがて電子のエネルギーは, 2回目の励起によって失われ、 再び電流が減少する。 このようにして, 電流は,増加・減少を繰り返す (図)。 (2) 電位差Vが4.9V 大きくなるたびに、電流は減少を繰り返すため. 水銀原子のエネルギー準位の差は 4.9eV である。 また, 観測される紫 外線は, 励起された水銀原子内の電子が基底状態にもどるときに放出 される光子であり, 4.9eVのエネルギーをもつ。 プランク定数をん, 電気素量をe, 光速を c, 紫外線の波長を入とする と. eV= 入について整理し, 各数値を代入すると, i= hc eV = hc 入 ( 6.6×10-34) × ( 3.0×10) (1.6×10-19)×4.9 = 2.52×10-7m 2.5×10-7m 理 C

こういう記述系のことをちゃんと書くことが苦手なのですが 具体的に押さえておくべきポイントとかありますか？

593. 水素原子の 解答 (1) 解説を参照 (2) 6.6×10-7m 指針 電子がより低いエネルギー準位に遷移するとき、準位間のエネ ルギー差に相当するエネルギーをもつ光子が放出される。 このとき,準 位間のエネルギー差が大きいほど, 放出される光子の波長は短い。波長 の長短とエネルギーの大小を関連させて考える。 (2) では, 与えられた式, 404 12/12 (1111) を用いる。 =R 12 222 n n 解説 (1) エネルギー 準位の高いところから低 いところに電子が遷移す るとき, 準位間のエネル ギー差に相当するエネル ギーをもつ光子が放出さ れる。 F は, 最も波長が 短い(エネルギーが大き い) 系列に属しており, この系列は,準位間のエ ネルギー差が最も大きい 系列である。したがって,電子が遷移した後のエネルギー準位は最も 低く,その量子数はn'=1である (図)。 また,F は,その系列の中では最も波長が長く、エネルギーが小さい。 これから,遷移する前のエネルギー準位の量子数は, n' = 1のエネル ギー準位との差が最も小さいn=2である。 量子数2のエネルギー準 位から量子数1のエネルギー準位への遷移による電磁波である。 (2) D, E は, 波長が2番目に短い系列に属しており,この系列は, 準 位間のエネルギー差が2番目に大きい系列である。 したがって, 電子 が遷移した後のエネルギー準位の量子数は, n'=2である(図)。 D は, その系列の中で最も波長が長く, エネルギーが小さいので, 量子数 n=3のエネルギー準位から量子数n'=2のエネルギー準位への遷移 によるものである。 Eは, Dの次に波長が長いので,n=4からn'=2 へのエネルギー準位間の遷移によるものである。 波長 エネルギー D E B 各系列で,準位間の エネルギー差が小さ い一部の遷移を示す。 FC 量子数 ∞ 与えられた式, 1/1=R ( 17/11/12 ) を用いると,Eの輝線の光の波長 n²