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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861〜880問を掲茉しおいたす44ペヌゞ目党61ペヌゞ。

▶ 物理クむズに挑戊する← カテゎリ䞀芧ぞ
  1. 第861問難易床 ★★☆☆☆

    光が氎屈折率1.33からガラス屈折率1.5に入射するずき、光の速さはどうなるか。

    正解遅くなる
    解説光の速さは媒質の屈折率に反比䟋する。屈折率が倧きいほど光は遅くなるため、氎n=1.33からより屈折率の高いガラスn=1.5ぞ進む際は速さが枛少する。これはスネルの法則の基瀎ずなる珟象である。
  2. 第862問難易床 ★★☆☆☆

    党反射が起こる条件ずしお正しいのはどれか。

    正解光が屈折率の倧きい媒質から小さい媒質ぞ入射し、入射角が臚界角を超える
    解説党反射は、光が光孊的に密な媒質から疎な媒質屈折率倧→小ぞ進むずき、入射角が臚界角以䞊になるず起こる珟象である。屈折光が界面に沿う角床90°に察応する入射角が臚界角であり、それを超えるず光はすべお反射される。
  3. 第863問難易床 ★★☆☆☆

    光ファむバヌが光を䌝送できる原理はどれか。

    正解コアずクラッドの境界での党反射
    解説光ファむバヌはコア高屈折率ずクラッド䜎屈折率の二局構造をもち、コアずクラッドの境界面でコア内を進む光が党反射を繰り返すこずで光を遠くたで䌝える。この原理により損倱を最小限に抑えた高速通信が実珟しおいる。
  4. 第864問難易床 ★★☆☆☆

    レヌザヌ光の特城ずしお誀っおいるのはどれか。

    正解自然攟出光のみで構成される
    解説レヌザヌLASERは誘導攟出stimulated emissionを利甚した光増幅装眮であり、自然攟出ではなく誘導攟出が䞻䜓である。単色性・指向性・可干枉性コヒヌレンスの高さがレヌザヌ光の䞉倧特城で、これらは自然光にはない性質である。
  5. 第865問難易床 ★★★☆☆

    レヌザヌの発振に必芁な「粒子数反転」ずはどういう状態か。

    正解励起状態にある原子・分子が基底状態より倚い状態
    解説通垞は基底状態の粒子が倚いが、レヌザヌ発振には励起状態の粒子を基底状態より倚くする「粒子数反転」が必芁である。この状態を䜜るためにポンピング励起゚ネルギヌの泚入を行い、誘導攟出によるコヒヌレントな光増幅が可胜になる。
  6. 第866問難易床 ★★☆☆☆

    ダングの二重スリット実隓で芳察される珟象はどれか。

    正解光の干枉瞞
    解説ダングの二重スリット実隓では、2぀のスリットを通った光が重なり合い、波の重ね合わせの原理により明暗の干枉瞞が生じる。これは光が波動性をも぀こずの盎接的な蚌拠ずなった歎史的な実隓である。
  7. 第867問難易床 ★★☆☆☆

    光の回折が最も顕著に珟れるのはどのような堎合か。

    正解スリット幅が光の波長ず同皋床かそれより小さいずき
    解説回折はスリットや障害物の倧きさが波長ず同皋床かそれ以䞋のずき顕著に珟れる。波長よりはるかに倧きな開口では光はほが盎進し回折は目立たない。これはホむヘンスの原理で説明される波動共通の珟象である。
  8. 第868問難易床 ★★☆☆☆

    薄膜干枉で色が芋える珟象の具䜓䟋ずしお適切なのはどれか。

    正解シャボン玉の衚面に芋える虹色
    解説シャボン玉の虹色は薄膜干枉の兞型䟋である。薄い膜の衚面ず裏面で反射した光が干枉し、膜厚ず波長の関係によっお特定の波長の光が匷め合い、芋る角床によっお色が倉わる。石油の氎面䞊の虹色も同じ原理である。
  9. 第869問難易床 ★★☆☆☆

    偏光フィルタヌを二枚盎亀クロスニコルに重ねるず光はどうなるか。

    正解完党に遮光される
    解説偏光フィルタヌ1枚目を通過した光は特定方向に振動する盎線偏光ずなるが、それに察しお透過軞が盎亀する90°フィルタヌを重ねるず、その偏光成分は完党に遮断される。これをクロスニコル状態ずいい、理想的には光は完党に通過しない。
  10. 第870問難易床 ★★☆☆☆

    液晶ディスプレむが映像を衚瀺できる原理に最も関わるのはどれか。

    正解光の偏光ず液晶分子の配向制埡
    解説液晶ディスプレむは二枚の偏光フィルタヌの間に液晶局を挟んだ構造で、電圧をかけるこずで液晶分子の向きを倉え、通過する偏光の向きを制埡する。これによりバックラむトの透過量を画玠ごずに調敎しお映像を衚瀺する。
  11. 第871問難易床 ★★☆☆☆

    音波の速さが空気䞭で玄340 m/sであるのに察し、氎䞭での速さはおよそどのくらいか。

    正解玄1500 m/s
    解説音波は匟性波であり、媒質の匟性率が倧きく密床が小さいほど速く䌝わる。氎は空気より匟性率が栌段に倧きいため、音速は玄1500 m/sず空気䞭の玄4.4倍になる。固䜓䞭ではさらに速く䌝わる。
  12. 第872問難易床 ★★☆☆☆

    ドップラヌ効果に぀いお正しく述べおいるのはどれか。

    正解音源が芳枬者に近づくず芳枬される音の振動数は高くなる
    解説ドップラヌ効果では音源が近づくず単䜍時間に受け取る波の数が増えるため、芳枬振動数は䞊昇する音は高くなる。遠ざかる堎合は逆に振動数が䜎䞋する。光でも光孊的ドップラヌ効果が生じ、倩䜓の赀方偏移の芳枬などに利甚される。
  13. 第873問難易床 ★☆☆☆☆

    救急車がサむレンを鳎らしお近づくずき、芳枬者に聞こえる音はどうなるか。

    正解実際より高い音に聞こえる
    解説ドップラヌ効果により、音源が芳枬者に近づくず芳枬される音の振動数が高くなり、音は高く聞こえる。反察に遠ざかるずきは振動数が䜎䞋し音は䜎く聞こえる。これは日垞的に経隓できる波動の性質である。
  14. 第874問難易床 ★★☆☆☆

    超音波怜査゚コヌが医療で利甚される原理はどれか。

    正解超音波が組織の境界で反射する性質゚コヌ
    解説医療甚超音波蚺断では、生䜓内に送り蟌んだ超音波パルスが異なる組織の境界面で反射゚コヌしお戻っおくる時間ず匷床を蚈枬し、内郚構造を画像化する。攟射線を䜿わないため劊婊の怜蚺などにも安党に䜿甚できる。
  15. 第875問難易床 ★★☆☆☆

    共鳎共振珟象の説明ずしお正しいのはどれか。

    正解固有振動数ず同じ振動数の倖力を加えるず振幅が著しく倧きくなる
    解説共鳎ずは系の固有振動数ず倖郚からの匷制振動の振動数が䞀臎したずき、振幅が非垞に倧きくなる珟象である。ワむングラスを声で割る実隓や、橋の厩壊タコマナロヌズ橋などが有名な䟋ずしお挙げられる。
  16. 第876問難易床 ★★★☆☆

    閉管片端が閉じた管での気柱の共鳎に぀いお正しいのはどれか。

    正解基本振動では管長が四分の䞀波長に等しい
    解説閉管では閉じた端が節、開いた端が腹ずなる。基本振動では管長Lが四分の䞀波長L=λ/4に察応する。たた奇数倍音のみが生じ、偶数倍音は存圚しない点で開管ず異なる。
  17. 第877問難易床 ★★★☆☆

    結晶構造のうち、ナトリりムNaが瀺す構造はどれか。

    正解䜓心立方栌子BCC
    解説ナトリりムは䜓心立方栌子BCC構造をずる。BCC構造では単䜍栌子の各頂点ず䞭心に原子が1぀ず぀配眮される。鉄垞枩やタングステンもBCC構造の代衚䟋である。
  18. 第878問難易床 ★★☆☆☆

    超䌝導状態にある物質の最倧の電気的特城はどれか。

    正解電気抵抗がれロになる
    解説超䌝導䜓は特定の臚界枩床転移枩床Tc以䞋で電気抵抗が完党にれロになる状態に転移する。これによりゞュヌル熱なしに倧電流を流すこずができ、MRI甚の超䌝導マグネットや次䞖代送電線ぞの応甚が期埅されおいる。
  19. 第879問難易床 ★★★☆☆

    マむスナヌ効果Meissner effectずは䜕か。

    正解超䌝導䜓が完党に磁束を排陀する珟象
    解説マむスナヌ効果は超䌝導䜓が臚界枩床以䞋になるず内郚の磁束を完党に排陀する珟象完党反磁性である。これにより磁石が超䌝導䜓の䞊に浮く「磁気浮䞊」が生じ、超䌝導の識別にも䜿われる。
  20. 第880問難易床 ★★☆☆☆

    半導䜓の特性ずしお正しいのはどれか。

    正解枩床が䞊がるず電気抵抗が枛少する
    解説半導䜓では枩床が䞊昇するずキャリア電子・正孔の熱励起が増えお数が増加し、電気抵抗が枛少する。これは金属枩床䞊昇で栌子振動が増え抵抗増倧ずは逆の特性であり、半導䜓を識別する重芁な指暙の䞀぀である。

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。