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アニメを基に計算、解説

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傾角θのなめらかな斜面をもつ車が、水平面上に置かれている。斜面上の頂点に糸の一端をつけて、他端に質量mの物体をつなぎ、斜面上に置く。台車に力を加え、大きさaのある加速度で等加速度直線運動をさせたとき、物体は、斜面に対して静止したままであった。重力加速度の大きさをgとする。
（1） このときの糸の張力の大きさを求めよ。
（2）加速度の大きさがある値a。をこえると、物体が斜面上向きにすべり始めた。a。を求めよ。

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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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【物理】半導体のまとめ

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図は、ヤングの干渉実験を示しており、Dは，波長を変えることができる単色光源である。スリットS₁，S₂の間隔dは，スクリーンPQまでの距離Lに比べて十分に小さいものとする。PQ上に観察される干渉縞について，次の各問に答えよ。
(1) スクリーンPQの中心Oから距離xはなれたスクリーン上の点をRとする。経路差|S₁R-S₂R|を，d，x，Lを用いて表せ。ただし，xはLよりも十分に小さく，|h|＜＜1のときに成り立つ，(1+h)^n≒1+nhの近似式を用いてよい。
(2) d=4.0×10*-4m，L=2.0mのとき，干渉縞の明線の間隔Δxが3.0×10^-3mとなった。光源の単色光の波長はいくらか。
(3) 単色光の色を赤，緑，紫に変えると，Δxが変化した。Δxが大きい順に色を示せ。
(4) 装置全体を空気中から水中にうつすと，Δxはどのように変化するか。
(5) 単色光の代わりに白色光を用いると，1次の明線はどのように見えるか。