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慶應大学医学部2015年物理第1問
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解説

小問集合です。用語みたいなのをおいておくとして,問3,4,5あたりは誘導がないけれど,他の大学では何問か挟んで問われるような内容であるため,それほど簡単かというとそうでもない感じです。

問1 2
ダイオードはpn接合の素子で,nからpのホールに電子が入る際にエネルギー差があるため,その分のエネルギーを光として放出することになります。LEDは可視光を出すタイプのダイオードです。

問2 3
一見わかりにくいかもしれませんが,原子分野で電子の遷移が可視光からX線,電子の物質波がX線,原子核の遷移がガンマ線程度であると学んでいるはずで,電子を原子に当ててX線が出る実験(特性X線,連続(制動)X線なんてありましたね)は有名です。

2に関しては,交流の方が電磁波を発生することになります。電流が周期的に変われば,それによって作られる磁場も周期的に変化するため,空間に電場の変化が生じ,それによって磁場の変化が・・・以下無限ループです。

6に関しては,いわゆる熱電子と言われるもので,熱された金属体から電子が放出されるというものになります。

問3 5
速さ×断面積に含まれる電子の個数を求めて,それに電気素量を掛けたものが流れた電流になります。電子の個数は銅の個数と同じなので,単位体積当たりの銅の個数を求め,それに体積を掛ければいいです。
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計算は選択肢を見て精度を決めましょう。

問4 10
後半で出てくる方の円柱から前半の円柱をくり抜いて考えてやります(円柱Aとする)。Aは温度上昇によって
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だけ伸びているので,Aにかかる力が断面積に反比例し,長さに関係ないことと,ばね定数から(ばねの並列と直列に相当),
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もちろん,ばね定数を合成して考えている円柱全体のばね定数を求めて解いてもいいですが,2度手間です。

問5 9
内部の窒素の密度が水の密度以上になると沈みます。深さをhとすると,圧力をhで表して状態方程式を立てられます。
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問6 7
反射防止膜ですね。コーティング膜の反射とガラスの反射が打ち消しあうということです。屈折率的に共に固定端反射となるので,光路差だけで決まります。したがって,膜の厚みをdとして,
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干渉はmの絶対値が小さいほどはっきりと起こるので7番です(本問の場合は選択肢的にm=0となりますが)。

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