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2023年度「物理」共通テスト過去問解説です

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太陽の中心では、4H→He+2e（eは陽電子）で示される核融合が進行すると考えられている。それぞれの質量は、Hが1.0073u,Heが4.0015u,eが0.0005uである。次の各問に答えよ。ただし、真空中の光速を3.00✕10^8m/sとする。
（1）この反応によって、もとの質量の何%が減少するか。
（2）1kgのHがすべてHe に変わると、何Jのエネルギーが放出されるか。

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原子分野まとめ動画です

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水素原子において、陽子（水素原子の原子核）は、電子に比べて十分重いので、静止したままである。電子の質量をm、電荷を-eとし、電子の陽子からの距離をrとする。電子と陽子の間にはたらく静電気力の大きさはk₀・e²/r²（k₀は真空中のクーロンの法則の比例定数）
であり、電子はこれを向心力として陽子の周りを等速円運動する。電子の速さをv、プランク定数をhとする。
(1) 電子波の波長を、m, v, hを用いて表せ。
(2) 定常状態では、電子の円軌道(円周)の長さが、電子波の波長の整数倍になっている。 定常状態でとりうる円軌道の半径rを、m, v, h、および正の整数n (=1,2,･･･)を 用いて表せ。
(3) 定常状態における電子の速さが最大となるのは、nがいくらのときか。
(4) 半径rが最小値をとるのは、nがいくらのときか。また、その最小値を有効数字2 桁で求めよ。

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図のように、十分に長い直線状の導線A、Bが、8.0cmはなれて置かれている導線A、Bの中央に、半径2.0cmの1巻きコイルCを置いた。Aに3.0Aは上向きに3.0A、Bには下向きに5.0Aの電流を流したとき、Cの中心Oの磁場が0となるためには、Cにどちら向きに何Aの電流を流せばよいか。