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【高校物理】原子分野の総まとめ

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【センター2018 物理】第３問　解答・解説

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図のように、極板P、Qがあり、極板間には、鉛直方向に一様な電場をかけることができる。この極板間に、帯電した油滴を漂わせ、その速度を測定することで電荷を調べる。
質量m、電荷q（＞0）の油滴Aに注目すると、油滴Aが大きさvの速度で運動するとき、油滴には、速度と逆向きに大きさkvの空気抵抗がはたらく。重力加速度の大きさをgとして、次の各問に答えよ。
（1） 極板間の電場を0にしたとき、油滴Aはやがて一定の速さv1で落下した。このとき、油滴Aにはたらく力のつりあいの式を示せ。
（2） 極板間に、鉛直上向きに強さEの電場をかけたとき、油滴Aはやがて一定の速さv2で上昇した。このとき、油滴にはたらく力のつりあいの式を示せ。
（3） （1）,（2）から、油滴Aの電荷qを、k，E，v1，v2を用いて表せ。

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めがねのレンズは、光の反射をおさえるために、表面に薄膜がつけられている。屈折率1.8のレンズの表面に、それよりも小さい屈折率n（＞1）の薄膜をつけ，波長λの光を垂直に入射させる。m=0,1,2，・・・として、次の各問に答えよ。
（1） 光は、図の点A〜Dでそれぞれ反射する。反射によって光の位相はずれるか，ずれないか。それぞれ答えよ。
（2） 反射光が弱めあっているとき、薄膜の厚さdを、n,λ,mを用いて表せ。
（3） （2）のとき、薄膜を透過する光は強めあっているか、弱めあっているか。
（4） n=1.4,λ=5.6✕10-3mのとき、透過が強めあう最小のdを求めよ。

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x軸の正の向きに伝わる正弦波がある。図1は時刻t=0の波形、図2はある位置における媒質の時間変化を表している。
（1）波が伝わる速さは何m/sか。
（2）図2で表される振動をしている位置は、図1のどこか。0≦x≦2.0mの範囲で答えよ。