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断面積S[m^2]のシリンダーが鉛直に置かれ，内部にn[mol]の単原子分子からなる理想気体が閉じこめられている。軽いピストンの上に質量 M[kg]のおもりをのせ、おもりのまわりを真空にした。このとき、ピストンは、底から高さh_0[m]の位置で静止した。
次の各問に答えよ。ただし、重力加速度の大きさをg[m/s^2]，気体定数をR[J/（mol・K）]とする。
（1） 気体の圧力，温度をそれぞれ求めよ。
次に、ヒーターから気体に熱を与えたところ、気体は膨張し、ピストンは、底から高さh_1[m]の位置で静止した。
（2） 気体が外部にした仕事は何Jか。
（3） 気体の内部エネルギーの変化量は何Jか。
（4） 気体が受け取った熱量は何Jか。

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屈折率1.0の空気中に厚さL［ｍ］，屈折率ｎの薄い膜があり，その下に屈折率がｎより大きいガラスがある。波長λ［ｍ］の単色光を入射角ｉで入射させると，一部は反射し，一部は屈折角ｒで屈折した。
(1) 経路ABCと経路A’Cとの光路差をL，ｒ，ｎを用いて表し，反射光が干渉して明るく見える条件を正の整数ｍを用いて表せ。
(2) 膜の屈折率を$\sqrt3$，入射角ｉを60°とすると，屈折角ｒはいくらになるか。
(3) (2)で，$Ｌ＝7.0×10^{-7}$［ｍ］のとき，波長が$4.0×10^{-7}m～8.0×10^{-7}$の範囲の可視光線を入射させた。反射光が明るく見える可視光線の波長をすべて求めよ。

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図は媒質１から媒質２へ平面波が入射し、境界面で屈折したようすを示している。このとき、入射角ｉと屈折角ｒはそれぞれいくらか。また、点Ｐを通る波面を書け。

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