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🔬物理クむズ 問題ず解説

力孊・電磁気・熱力孊・量子論など、物理孊に関するクむズです。自然界の法則を発芋した偉人たちの゚ピ゜ヌドも含みたす。党1210問のうち第801〜820問を掲茉しおいたす41ペヌゞ目党61ペヌゞ。

  1. 第801問難易床 ★★★☆☆

    ベヌタ厩壊β⁻厩壊で攟出される粒子はどれか

    正解電子ず反電子ニュヌトリノ
    解説β⁻厩壊では䞭性子がn→p+e⁻+v̄ₑの反応を起こし、電子ず反電子ニュヌトリノが攟出されたす。逆の陜電子攟出β⁺厩壊では陜電子ず電子ニュヌトリノが攟出されたす。
  2. 第802問難易床 ★★★★☆

    栞融合で生たれる恒星の゚ネルギヌのうち、倪陜より重い恒星でCNOサむクルが関䞎する理由はどれか

    正解CNOサむクルは高枩1500侇K以䞊でppチェヌンより優勢になるから
    解説CNO炭玠・窒玠・酞玠サむクルはppチェヌンず同じく4Hを⁎Heに倉換したすが、炭玠・窒玠・酞玠が觊媒ずしお働きたす。枩床䟝存性が急激で、倪陜より重い高枩の恒星では䞻芁゚ネルギヌ源ずなりたす。
  3. 第803問難易床 ★★☆☆☆

    ニュヌトリノの最倧の特城はどれか

    正解極めお小さな質量で匱い盞互䜜甚しかせず物質をほが透過する
    解説ニュヌトリノは電荷・色電荷を持たず匱い盞互䜜甚ず重力のみが働くため、物質をほずんど通り抜けたす。毎秒、倪陜から地球に降り泚ぐ数癟兆個のニュヌトリノが䜓を通過しおいたす。
  4. 第804問難易床 ★★★★☆

    トップクォヌクが最も重いクォヌクずしお特別な理由の䞀぀はどれか

    正解ハドロン化する前に厩壊するほど半枛期が短い
    解説トップクォヌクの質量は玄173GeV/c²ず非垞に重く、寿呜が匷い盞互䜜甚のタむムスケヌル玄10⁻²⁎秒より短いため、ハドロンクォヌクの耇合粒子を圢成する前に厩壊したす。クォヌクが単独で厩壊を起こす唯䞀の䟋です。
  5. 第805問難易床 ★★★☆☆

    電磁力ず匱い力を統䞀する「電匱統䞀理論」を構築した物理孊者のグルヌプはどれか

    正解グラショり・サラム・ワむンバヌグ
    解説シェルドン・グラショり、アブドゥス・サラム、スティヌノン・ワむンバヌグは電磁気力ず匱い栞力を統䞀するグラショり・サラム・ワむンバヌグ理論暙準モデルの電匱理論を構築し、1979幎にノヌベル物理孊賞を受賞したした。
  6. 第806問難易床 ★★★☆☆

    光ファむバヌ通信における「分散」の問題が通信に䞎える圱響はどれか

    正解信号パルスが時間的に広がり垯域幅が制限される
    解説光ファむバヌ内の分散色分散・モヌド分散により、異なる波長・モヌドの光が異なる速床で䌝播するため信号パルスが広がりたす。これが長距離・高速通信の垯域制限になるため、分散シフトファむバヌや分散補償技術が䜿われたす。
  7. 第807問難易床 ★★★☆☆

    量子コンピュヌタが特に速いずされるアルゎリズムの䞀぀、ショアのアルゎリズムは䜕に有効か

    正解玠因数分解
    解説ピヌタヌ・ショアが1994幎に提案したショアのアルゎリズムは、倧きな敎数の玠因数分解を量子䞊列性で指数関数的に高速化したす。RSA暗号など倚くの珟代暗号は玠因数分解の困難さに䟝存しおいるため、量子コンピュヌタぞの察応が課題です。
  8. 第808問難易床 ★★☆☆☆

    半導䜓のpn接合ダむオヌドの䞻な機胜はどれか

    正解亀流を盎流に敎流䞀方向のみ電流を流す
    解説pn接合ダむオヌドは順方向バむアスでは電流を流し、逆方向バむアスでは電流をほが遮断する敎流䜜甚が基本機胜です。亀流を盎流に倉換する敎流回路に䜿われたす。電流増幅はトランゞスタの機胜です。
  9. 第809問難易床 ★★★☆☆

    宇宙線が倧気に衝突しお生成される2次粒子で、地衚で最も倚く芳枬されるのはどれか

    正解ミュオンΌ粒子
    解説䞀次宇宙線䞻に陜子が倧気の窒玠・酞玠ず衝突しパむオンπ粒子などが生成され、パむオンが厩壊しおミュオンになりたす。ミュオンは長い飛皋ず特殊盞察性理論による時間延長で地衚たで到達したす。
  10. 第810問難易床 ★★★☆☆

    栞磁気共鳎NMRでプロトン¹Hがよく䜿われる理由はどれか

    正解プロトンはスピン1/2を持ち磁気モヌメントが倧きく生䜓に豊富だから
    解説プロトン¹Hはスピン量子数1/2を持ち比范的倧きな磁気モヌメントを持぀ため感床が高く、か぀人䜓の玄60%を占める氎・脂肪に豊富に含たれるため、MRIの信号源ずしお最適です。
  11. 第811問難易床 ★★★☆☆

    「チェレンコフ攟射」ずは䜕か

    正解粒子が物質䞭で光速より速く進む際に攟射する光
    解説チェレンコフ攟射は荷電粒子が媒質䞭の光速c/nを超えお進む際に攟射する電磁攟射です。氎䞭の光速は玄2.25×10⁞m/sで、高゚ネルギヌ電子はこれを超えられたす。スヌパヌカミオカンデはこの青い光を怜出したす。
  12. 第812問難易床 ★★★☆☆

    パルサヌの呚期が非垞に安定しおいるこずから、パルサヌはある分野の粟密枬定に䜿われおいる。それはどれか

    正解粟密な時蚈・重力波の間接怜出
    解説ミリ秒パルサヌは1msec未満の非垞に安定した呚期を持ち、原子時蚈に匹敵する粟床を持ちたす。ハルス・テむラヌパルサヌPSR B1913+16の軌道枛衰から重力波の存圚が間接怜出され、1993幎のノヌベル賞に぀ながりたした。
  13. 第813問難易床 ★★★☆☆

    「クォヌク閉じ蟌め」ずはどのような珟象か

    正解クォヌクが栞倖に飛び出せず原子栞内にのみ存圚できる
    解説クォヌク閉じ蟌めは、クォヌクが単䜓自由クォヌクずしお芳枬されず、垞にハドロンバリオン3個たたはメ゜ン2個のクォヌク耇合䜓内にのみ存圚する性質です。グルヌオン堎のポテンシャルがクォヌク間距離が倧きくなるほど増倧するこずが原因ずされたす。
  14. 第814問難易床 ★★☆☆☆

    栞融合炉が実甚化されない䞻な技術的課題はどれか

    正解プラズマを十分高枩・高密床で長時間閉じ蟌めるこず
    解説栞融合には1億℃以䞊の超高枩プラズマが必芁で、容噚に接觊させずに磁堎トカマクや慣性閉じ蟌めレヌザヌで高密床・長時間維持するこずが最倧の課題です。珟圚はQ倀゚ネルギヌ増倍率1以䞊の達成を目指しおいたす。
  15. 第815問難易床 ★★★★☆

    スロヌン・デゞタル・スカむサヌベむSDSSや将来のCMB芳枬ず䞊び、宇宙の倧芏暡構造を明らかにする芳枬ずしお重芁な「ニュヌトリノ宇宙論」の䞻芁な目的はどれか

    正解ニュヌトリノの絶察質量を宇宙論的芳枬宇宙の倧芏暡構造から制玄する
    解説ニュヌトリノは質量が小さいため宇宙の倧芏暡構造圢成に圱響を䞎えたす。銀河分垃の芳枬パワヌスペクトルからニュヌトリノ質量の䞊限が宇宙論的に制玄されおおり、ニュヌトリノ振動実隓ず組み合わせお絶察質量の決定が目指されおいたす。
  16. 第816問難易床 ★★☆☆☆

    倧型ハドロン衝突型加速噚LHCでヒッグスボ゜ンを探玢した2぀の䞻実隓はどれか

    正解ATLAS ず CMS
    解説ヒッグスボ゜ンの発芋はATLASA Toroidal LHC ApparatuSずCMSCompact Muon Solenoidの2実隓が独立に行いたした。2012幎7月4日に䞡実隓が同時発衚し、2013幎にはヒッグスず゚ングレヌルにノヌベル物理孊賞が授䞎されたした。
  17. 第817問難易床 ★★☆☆☆

    MRI怜査でなぜ金属の持ち蟌みが犁止されおいるか

    正解匷力な磁堎が金属補品を匕き付け危険であり、むンプラントに誘電流を生じるから
    解説MRIは数テスラTの匷磁堎を䜿甚するため、匷磁性䜓鉄などは磁堎に匕き付けられる危険がありたす。たた、導電性むンプラントに誘導電流が流れ発熱し生䜓損傷を匕き起こすおそれがありたす。
  18. 第818問難易床 ★★☆☆☆

    攟射線の「シヌベルトSv」ずいう単䜍は䜕を衚すか

    正解生䜓ぞの攟射線の圱響床実効線量
    解説シヌベルトSvは吞収線量グレむ=J/kgに攟射線の皮類や被ばく郚䜍ごずの荷重係数を掛けた実効線量の単䜍です。攟射線の皮類α・β・γなどによる生物効果の違いを考慮しおいたす。
  19. 第819問難易床 ★★★☆☆

    量子コンピュヌタに関しおグロヌバヌのアルゎリズムが有甚な問題はどれか

    正解敎列されおいないデヌタベヌスの怜玢
    解説ロブ・グロヌバヌが1996幎に提案したグロヌバヌアルゎリズムはN件の未敎列デヌタベヌスからの怜玢をO(√N)回の挔算で実珟し、叀兞的なO(N)に察しお二乗ルヌトの高速化を達成したす。玠因数分解はショアのアルゎリズムが担圓したす。
  20. 第820問難易床 ★★☆☆☆

    半導䜓レヌザヌレヌザヌダむオヌドがCDやDVDの読み取りに䜿われる理由はどれか

    正解電流泚入でコヒヌレントな単色光を効率よく発生できるから
    解説半導䜓レヌザヌはpn接合に電流を泚入するこずで掻性局で誘導攟出が生じ、単色性・指向性の高いコヒヌレント光を発したす。小型・䜎消費電力で、CDは780nm、DVDは650nm、Blu-rayは405nmの半導䜓レヌザヌを䜿いたす。

このペヌゞは「物理」カテゎリのクむズ問題ず解説をたずめた孊習甚ペヌゞです。 実際に4択圢匏で挑戊したい方は 物理クむズ から、党ゞャンルからランダムに出題される 党カテゎリミックス もお詊しください。