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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1101〜1120問を掲茉しおいたす56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1101問難易床 ★★★☆☆

    パりリが1930幎に仮定し、1956幎にラむネスずコヌワンが実隓で確認した粒子は䜕か

    正解ニュヌトリノ
    解説パりリはベヌタ厩壊で゚ネルギヌず運動量の保存が満たされないように芋える問題を解決するため、怜出が極めお困難な䞭性粒子埌にニュヌトリノず呜名の存圚を1930幎に提唱した。1956幎にフレデリック・ラむネスずクラむド・コヌワンが原子炉を甚いた実隓で電子ニュヌトリノを初めお盎接怜出した。
  2. 第1102問難易床 ★★☆☆☆

    1965幎のノヌベル物理孊賞を朝氞振䞀郎ず共同受賞したアメリカの物理孊者二人は誰か

    正解リチャヌド・ファむンマンずゞュリアン・シュりィンガヌ
    解説1965幎のノヌベル物理孊賞は量子電磁力孊QEDの基瀎的研究に察し、朝氞振䞀郎、リチャヌド・ファむンマン、ゞュリアン・シュりィンガヌの䞉者に授䞎された。ファむンマンはダむアグラム法、シュりィンガヌは厳密な数孊的手法でそれぞれ独自にくりこみ理論を構築した。
  3. 第1103問難易床 ★★★★☆

    「CPT定理」ずはどのような定理か

    正解電荷共圹C・空間反転P・時間反転Tの䞉぀をすべお同時に行うず物理法則は䞍倉
    解説CPT定理はロヌレンツ䞍倉で局所的なヘルミヌトなラグランゞアンで蚘述されるすべおの盞察論的堎の量子論においおC電荷共圹・Pパリティ倉換・T時間反転を同時に適甚しおも物理法則が䞍倉であるこずを瀺す。これは玠粒子物理孊の根幹をなす定理の䞀぀である。
  4. 第1104問難易床 ★★★☆☆

    ロシア語で「スカむりォヌカヌ」を意味するスプヌトニク1号が瀺した宇宙物理孊的な意矩は䜕か

    正解地球軌道䞊に人工衛星を眮けるこずを実蚌し、宇宙線・電離局芳枬の新時代を開いた
    解説1957幎10月4日に打ち䞊げられた゜連のスプヌトニク1号は䞖界初の人工衛星で、電波による軌道芳枬を通しお倧気䞊局・電離局の研究を可胜にした。これが宇宙芳枬・宇宙物理孊の実隓プラットフォヌムずしお人工衛星を掻甚する時代の幕開けずなり、宇宙開発競争スペヌス・レヌスを加速させた。
  5. 第1105問難易床 ★★☆☆☆

    「䞍確定性原理」の数匏 Δx・Δp ≥ ℏ/2 においお、ℏ はどのような量か

    正解プランク定数 h を 2π で割った倀換算プランク定数
    解説ℏ゚むチバヌは換算プランク定数dirac定数ず呌ばれ、ℏ = h/(2π) ≈ 1.055×10⁻³⁎ J·s で䞎えられる。角呚波数ω= 2πΜを甚いる角運動量・スピン・量子力孊の蚈算では h より ℏ を䜿う方が数匏が簡朔になる。
  6. 第1106問難易床 ★★☆☆☆

    アむンシュタむンの䞀般盞察性理論が予蚀する「ブラックホヌル」においお、脱出速床が光速ず等しくなる境界面は䜕ず呌ばれるか

    正解シュワルツシルト半埄事象の地平面
    解説シュワルツシルト半埄 r_s = 2GM/c² で䞎えられる球面が「事象の地平線事象の地平面」であり、この内偎からはたずえ光も脱出できない。名称はカヌル・シュワルツシルトが1916幎に䞀般盞察性理論のブラックホヌル解を求めたこずに由来する。
  7. 第1107問難易床 ★★★☆☆

    電子のスピンを発芋・提唱した人物は誰か

    正解りヌレンベックずハりトスミット
    解説1925幎にゞョヌゞ・りヌレンベックずサミュ゚ル・ハりトスミットは氎玠原子のスペクトル分析からスピン電子の固有の角運動量の抂念を提唱した。電子スピンは ±ℏ/2 の倀を持ち、埌にディラックの盞察論的量子力孊から自然に導き出される量であるこずが瀺された。
  8. 第1108問難易床 ★★☆☆☆

    コンプトン効果1922幎が瀺した光の性質は䜕か

    正解光が粒子光子のように電子に衝突しお゚ネルギヌを䌝えるこず
    解説アヌサヌ・コンプトンはX線を電子に圓おた実隓で、散乱X線の波長が増倧する゚ネルギヌが枛少する珟象を芳枬した。これは光子ず電子の匟性衝突ずしお運動量・゚ネルギヌ保存則で説明でき、光が粒子光子ずしおの偎面を持぀こずを盎接瀺す重芁な実蚌ずなった。
  9. 第1109問難易床 ★★★★☆

    ゞョセフ゜ン効果ずはどのような珟象か

    正解超䌝導䜓同士を薄い絶瞁䜓で隔おるず、電圧なしでクヌパヌ察がトンネルする珟象
    解説1962幎にブラむアン・ゞョセフ゜ンが理論的に予蚀し実隓でも確認されたゞョセフ゜ン効果では、SIS超䌝導-絶瞁䜓-超䌝導接合においお印加電圧がれロでもクヌパヌ察がトンネル効果により絶瞁䜓を通り抜ける盎流電流dc ゞョセフ゜ン効果が流れる。SQUID超䌝導量子干枉玠子の基瀎ずなる。
  10. 第1110問難易床 ★★★☆☆

    「シュレヌディンガヌの猫」思考実隓がボヌア掟コペンハヌゲン解釈に察しお問いかけた問題は䜕か

    正解量子的重ね合わせが巚芖的スケヌルたで適甚されるずマクロな物䜓も重ね合わせになるずいう䞍合理さ
    解説シュレヌディンガヌの猫は、攟射性厩壊ずいう量子的むベントに猫の生死を連動させた思考実隓で、コペンハヌゲン解釈を巚芖的スケヌルに拡匵するず「猫が生きおいる状態ず死んでいる状態の重ね合わせ」ずいう奇劙な結論になるこずを指摘した。芳枬問題・デコヒヌレンス・倚䞖界解釈など珟圚も議論が続く問題の原点ずなっおいる。
  11. 第1111問難易床 ★★★★☆

    1964幎にゞョン・ベルが提唱した「ベルの䞍等匏」の物理孊的意矩はどれか

    正解局所隠れた倉数理論ず量子力孊が異なる予枬をするこずを数孊的に蚌明した
    解説ゞョン・ベルは量子も぀れ゚ンタングルメントにおける盞関が、局所的な隠れた倉数理論で説明できるかどうかを怜蚌可胜な䞍等匏ベルの䞍等匏ずしお定匏化した。1970〜80幎代のアスペらの実隓でベルの䞍等匏が砎れるこずが瀺され、量子力孊の非局所性が実蚌された。
  12. 第1112問難易床 ★★☆☆☆

    玠粒子の暙準暡型においお、フェルミオンを倧きく二぀に分類するず䜕か

    正解クォヌクずレプトン
    解説暙準暡型の物質粒子フェルミオンはクォヌク匷い力を受けるずレプトン匷い力を受けないの二皮類に倧別される。クォヌクは6皮、レプトン電子・ミュヌ粒子・タり粒子ずそれぞれ察応するニュヌトリノも6皮あり、それぞれ3䞖代の構造を持぀。
  13. 第1113問難易床 ★★☆☆☆

    スヌパヌカミオカンデが建蚭された岐阜県神岡鉱山の深さ玄1000mの地䞋に蚭眮された理由は䜕か

    正解地衚の宇宙線ミュヌ粒子のバックグラりンドを遮蔜するため
    解説ニュヌトリノは電荷を持たず匱い盞互䜜甚しかしないため怜出が極めお困難で、宇宙線起源のミュヌ粒子などのバックグラりンドが枬定を劚げる。地䞋深郚では䞊郚の岩盀が宇宙線をほが完党に遮蔜するため、皀なニュヌトリノ反応を正確に枬定できる。スヌパヌカミオカンデは5䞇トンの超玔氎タンクを持぀䞖界最倧の氎チェレンコフ怜出噚である。
  14. 第1114問難易床 ★★★☆☆

    「宇宙のむンフレヌション理論」はどのような珟象を説明するために提唱されたか

    正解ビッグバン盎埌に宇宙が指数関数的に急膚匵したこずで地平線問題ず平坊性問題を解決する
    解説アラン・グヌスが1981幎に提唱した宇宙むンフレヌション理論は、ビッグバン埌10⁻³⁶秒頃から宇宙が指数関数的に膚匵したずする。これにより宇宙の倧スケヌルでの均䞀性地平線問題ず空間が平坊に近いこず平坊性問題が自然に説明される。たた量子ゆらぎが匕き䌞ばされお構造圢成のシヌドずなった可胜性もある。
  15. 第1115問難易床 ★★★☆☆

    1970幎代に確立した「量子色力孊QCD」はどのような理論か

    正解クォヌク間の匷い力を「カラヌ電荷」ずグルヌオンの亀換で蚘述するゲヌゞ理論
    解説量子色力孊QCDはSU(3)カラヌゲヌゞ矀に基づく非可換ゲヌゞ理論で、クォヌクが持぀「カラヌ電荷」赀・緑・青の3皮ずそれを媒介する8皮のグルヌオンによる匷い盞互䜜甚を蚘述する。グルヌオンも自己盞互䜜甚するため、䜎゚ネルギヌでクォヌクが閉じ蟌められる「クォヌク閉じ蟌め」や高゚ネルギヌでの「挞近的自由」ずいう特城がある。
  16. 第1116問難易床 ★★☆☆☆

    アむンシュタむンが生涯にわたっお反察し「神はサむコロを振らない」ず述べたこずずは䜕か

    正解量子力孊の確率的解釈コペンハヌゲン解釈
    解説アむンシュタむンは量子力孊における確率的な蚘述粒子の状態は芳枬たで確率的であるずいうコペンハヌゲン解釈を受け入れず、「神はサむコロを振らない」ずいう蚀葉で完党に決定論的な実圚論の立堎を衚明した。ボヌアずの論争ボヌアアむンシュタむン論争は量子力孊の解釈をめぐる歎史的な議論ずしお知られる。
  17. 第1117問難易床 ★☆☆☆☆

    マリヌ・キュリヌが1898幎に発芋した元玠で、ポロニりムずずもに発芋したもう䞀぀の元玠は䜕か

    正解ラゞりム
    解説マリヌ・キュリヌずピ゚ヌル・キュリヌは1898幎にりラン鉱石の分析から攟射性元玠ポロニりムずラゞりムを盞次いで発芋した。特にラゞりムは化孊的に分離され、りランより匷い攟射線を持぀こずが確認された。マリヌは1903幎に物理孊、1911幎に化孊のノヌベル賞を受賞しおいる。
  18. 第1118問難易床 ★★☆☆☆

    「レヌザヌ」ずいう名称はどの英語衚珟の頭文字をずったものか

    正解Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
    解説LASERは「Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation誘導攟出による光の増幅」の頭文字で、アむンシュタむンが1917幎に理論的に予蚀した誘導攟出を利甚しおいる。1960幎にセオドア・マむマンが最初のレヌザヌルビヌレヌザヌを実珟した。
  19. 第1119問難易床 ★☆☆☆☆

    1895幎にノィルヘルム・レントゲンが発芋し、医孊・物理孊に革呜をもたらした電磁攟射は䜕か

    正解X線
    解説レントゲンは陰極線管の実隓䞭に管の倖郚の蛍光板が発光するこずに気づき、未知の攟射線「X線X Strahlen」を発芋した。X線は物質を透過する性質から医孊蚺断骚栌の撮圱に即座に応甚され、レントゲンは第1回ノヌベル物理孊賞1901幎を受賞した。
  20. 第1120問難易床 ★★★★☆

    1986幎に発生したチェルノブむリ原子力発電所事故の原子炉の型匏は䜕か

    正解RBMK型黒鉛枛速軜氎沞隰型原子炉
    解説チェルノブむリ4号炉は゜連独自のRBMKReaktor Bolshoy Moshchnosti Kanalnyy倧出力チャンネル型炉であった。この炉型は黒鉛枛速・軜氎冷华で、出力が䜎いず反応床が増す正の空隙係数ずいう䞍安定な特性を持ち、事故の芁因ずなった。事故は1986幎4月26日の安党詊隓䞭に発生した。

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。