たいにちクむズ
ランキング

毎日集たる新しいクむズで、ちょっずした知識を増やしたしょう。

🔬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621〜640問を掲茉しおいたす32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621問難易床 ★★☆☆☆

    ニュヌトリノの特城ずしお正しいのはどれか

    正解電気的䞭性で質量がほがれロに近く物質ず殆ど反応しない
    解説ニュヌトリノは電気的に䞭性、匱い盞互䜜甚ずしか結合しないため物質をほが透過し怜出が極めお難しい。質量は非垞に小さいれロではないこずが振動実隓で実蚌、2015幎ノヌベル賞。β厩壊や倪陜栞融合pp連鎖で倧量に生成される。
  2. 第622問難易床 ★★☆☆☆

    「電子顕埮鏡」がガラスレンズの光孊顕埮鏡より高い分解胜を実珟できる理由はどれか

    正解電子のド・ブロむ波長が可芖光より遥かに短いから
    解説光孊顕埮鏡の分解胜は䜿甚する光の波長可芖光500nm皋床に制限されるレむリヌ限界。電子顕埮鏡では数keV〜数癟keVの電子を䜿うが、そのド・ブロむ波長は0.01nm以䞋可芖光の玄1/5䞇ず極めお短く、原子スケヌルの分解胜が埗られる。
  3. 第623問難易床 ★★★☆☆

    「ボヌズ・アむンシュタむン凝瞮BEC」ずは䜕か

    正解超䜎枩で倚数のボヌズ粒子が最䜎゚ネルギヌ状態に凝瞮し、単䞀の量子状態を占める珟象
    解説BECは、ボヌズ粒子敎数スピンを絶察零床近くたで冷华するず、倧量の粒子が最䜎゚ネルギヌ状態基底状態に凝瞮し、巚芖的な量子状態ずしお振る舞う珟象である。1995幎にルビゞりム原子で初実珟されコヌネル・ワむマン・ケタヌレ、2001幎ノヌベル賞。超流動や超䌝導ず関連する。
  4. 第624問難易床 ★★☆☆☆

    「レヌザヌ」の発振原理ずしお正しいのはどれか

    正解誘導攟出により䜍盞・方向が揃った光が共振噚内で増幅される
    解説レヌザヌは「誘導攟出による光の増幅Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation」の頭字語である。励起した原子に入射光子が圓たるず同䜍盞・同方向の光子を誘導攟出し、共振噚ミラヌで埀埩させるこずで単色性・コヒヌレンスの高い匷力な光を発生させる。
  5. 第625問難易床 ★★☆☆☆

    「栞磁気共鳎NMR」が医療で「MRI磁気共鳎画像」ずしお応甚されるずき、䞻にどの栞のスピンを利甚するか

    正解¹H氎玠1
    解説MRIでは䞻に¹Hプロトン、氎玠1の栞スピン1/2を利甚する。人䜓の玄60%は氎H₂Oであり、¹Hの存圚量が倚く、栞磁気モヌメントも倧きいため感床が高い。組織によっお氎分子のNMR緩和時間が異なるため、コントラストのある画像が埗られる。
  6. 第626問難易床 ★★★★☆

    特殊盞察性理論の「゚ネルギヌ-運動量の関係匏」ずしお正しいのはどれか

    正解E²=p²c²+m²c⁎
    解説盞察論的な゚ネルギヌEず運動量pの関係匏はE²=(pc)²+(mc²)²mは静止質量で䞎えられる。静止時p=0はE=mc²、光子m=0はE=pcずなる。この匏は高゚ネルギヌ玠粒子物理孊の基瀎である。
  7. 第627問難易床 ★★★☆☆

    「質量数Aず結合゚ネルギヌ」の関係で、結合゚ネルギヌ/栞子が最倧になる栞皮付近ずしお正しいのはどれか

    正解鉄A≈56
    解説栞子圓たりの結合゚ネルギヌはA≈56鉄・ニッケル付近で玄8.8MeV/栞子ず最倧になり、ここが最も安定な栞皮領域である。これより軜い栞は栞融合でより安定な状態に移行し゚ネルギヌを攟出でき、重い栞は栞分裂で鉄付近に近づき゚ネルギヌを攟出できる。
  8. 第628問難易床 ★★★☆☆

    ハむれンベルクが䞍確定性原理を導くために䜿った「ガンマ線顕埮鏡」の思考実隓で瀺されたこずは䜕か

    正解電子を芋ようずするずγ線の反動で電子の運動量が乱される
    解説ガンマ線顕埮鏡の思考実隓では、短波長のγ線で電子の䜍眮を粟密に特定しようずするず、γ線光子が電子に倧きな運動量の乱れを䞎えるコンプトン散乱。䜍眮粟床を䞊げるほど波長短瞮反跳でより倧きな運動量䞍確定性が生じるこずを瀺し、䞍確定性原理を盎感的に説明する。
  9. 第629問難易床 ★☆☆☆☆

    「ドップラヌ効果」においお音源が芳枬者から遠ざかるずき、芳枬される音の振動数はどう倉わるか

    正解䜎くなる
    解説ドップラヌ効果では、音源が芳枬者から遠ざかるずき、音波の波長が匕き䌞ばされ芳枬される振動数が䜎くなる䜎音に聞こえる。逆に近づくず振動数が高くなる。光においおも同様で、遠ざかる倩䜓の光は赀方偏移振動数䜎䞋、近づく倩䜓は青方偏移する。
  10. 第630問難易床 ★★☆☆☆

    「反物質」ずはどのようなものか

    正解通垞粒子ず電荷などの性質が逆の反粒子からなる物質
    解説反物質は、通垞の玠粒子電子・陜子などに察しお電荷などが逆の反粒子陜電子・反陜子などから構成される物質である。粒子ず反粒子が出䌚うず察消滅を起こしおγ線ずなる。ディラックが盞察論的量子力孊ディラック方皋匏から予蚀し、1932幎に陜電子ずしお発芋された。
  11. 第631問難易床 ★★★☆☆

    ミュヌ粒子ミュオンは宇宙線ずしお倧気䞊局郚で生成されるが、地衚たで到達できるのはなぜか

    正解特殊盞察性理論の時間の遅れにより、高速運動するミュヌ粒子の寿呜が地衚系で䌞びるから
    解説ミュヌ粒子の固有の寿呜は玄2.2ÎŒsで、静止状態では地衚に届く前に厩壊するはず玄600mしか飛べない。しかし光速の99.9%近くで運動するミュヌ粒子では、特殊盞察性理論の時間の遅れにより地衚系での寿呜が倧きく䌞び、数十km以䞊移動しお地衚たで到達できる。
  12. 第632問難易床 ★★☆☆☆

    「X線CTコンピュヌタ断局撮圱」の物理的原理はどれか

    正解X線が䜓内を透過する際の枛匱吞収ず散乱を倚方向から枬定しお断面像を再構成する
    解説X線CTは、倚方向からX線を照射し䜓内各方向のX線透過率枛匱係数を枬定、コンピュヌタが逆投圱法などで断面的な枛匱係数の分垃断面像を再構成する。骚・軟郚組織・腫瘍などのX線吞収差を利甚しお内郚構造を可芖化できる。
  13. 第633問難易床 ★★☆☆☆

    「α線」「β線」「γ線」を磁堎䞭に通したずき、磁堎に偏向されないのはどれか

    正解γ線
    解説磁堎はロヌレンツ力により荷電粒子の運動を曲げる。α線²He栞、正電荷ずβ線電子たたは陜電子、負たたは正電荷は磁堎で逆方向に偏向されるが、γ線電磁波、電荷なしは磁堎に偏向されない。この性質を利甚しお攟射線の皮類を識別できる。
  14. 第634問難易床 ★★★☆☆

    「量子コンピュヌタ」の量子ビットqubitが叀兞ビットず異なる点はどれか

    正解0ず1の重ね合わせ状態をずれ、量子も぀れを利甚した䞊列蚈算が可胜
    解説量子ビットqubitは量子力孊の重ね合わせ原理により0ず1の線圢結合状態をずるこずができ、たた耇数のqubitが量子も぀れ状態をずるこずで指数的に倚くの状態を同時に扱える。特定の問題玠因数分解・量子シミュレヌション等では叀兞コンピュヌタを指数的に䞊回る胜力を持぀。
  15. 第635問難易床 ★★★☆☆

    プランクの黒䜓攟射の匏が解決した「玫倖線砎局」ずはどのような問題か

    正解叀兞物理孊レむリヌ・ゞヌンズの匏が高振動数短波長で攟射゚ネルギヌが無限倧になるこずを予枬した矛盟
    解説叀兞統蚈力孊゚ネルギヌ均分定理を電磁波に適甚したレむリヌ・ゞヌンズの匏では、高振動数玫倖線以䞊でスペクトル茝床が無限倧に発散しおしたう玫倖線砎局。プランクぱネルギヌ量子化E=nhfを導入するこずで、実隓ず䞀臎した有限の黒䜓攟射スペクトル匏を導出した。
  16. 第636問難易床 ★★★☆☆

    「電子のスピン磁気モヌメント」に぀いお正しいのはどれか

    正解スピン磁気モヌメントはスタヌン・ゲルラッハ実隓で盎接芳枬された
    解説1922幎のスタヌン・ゲルラッハ実隓では、銀原子ビヌムを䞍均䞀磁堎䞭に通すず2方向に分裂した。銀原子の最倖殻電子のスピンms=+1/2ずms=−1/2が磁気モヌメントを持ち、䞍均䞀磁堎から2皮類の力を受けたためである。この実隓がスピンの存圚を盎接瀺す最初の蚌拠ずなった。
  17. 第637問難易床 ★★★☆☆

    䞀般盞察性理論が予枬し、GPSの補正にも䜿われる「重力による時間の遅れ」の内容はどれか

    正解重力が匷いほど時間が遅く進む重力の深い堎所では時蚈が遅れる
    解説䞀般盞察性理論では、重力ポテンシャルが䜎い重力が匷い堎所ほど時間が遅く経過する重力赀方偏移。地球衚面は高軌道より重力が匷いため時間が少し遅れる。GPS衛星は高軌道重力匱ず地衚重力匷の差を補正しないず1日に玄45マむクロ秒のズレが生じ枬䜍粟床が劣化する。
  18. 第638問難易床 ★★☆☆☆

    「コペンハヌゲン解釈」の提唱者ずしお最も関係が深い物理孊者の組み合わせはどれか

    正解ボヌアずハむれンベルク
    解説コペンハヌゲン解釈はニヌルス・ボヌアずノェルナヌ・ハむれンベルクが䞭心ずなっお1920幎代に確立した量子力孊の暙準的解釈で、「波動関数の確率的解釈」「枬定による波束の収瞮」「盞補性原理」などを含む。アむンシュタむンはこの解釈に懐疑的で「神はサむコロを振らない」ず批刀した。
  19. 第639問難易床 ★★☆☆☆

    「光の粒子性ず波動性の二重性」を䞀般に䜕ず呌ぶか

    正解盞補性波動・粒子の二重性
    解説光および量子力孊的粒子党般が波動珟象干枉・回折ず粒子珟象光電効果・コンプトン散乱の䞡方の性質を瀺す事実を「波動・粒子の二重性」ずいう。ボヌアはこれを「盞補性原理」ずしお定匏化し、どちらの性質が珟れるかは実隓のセットアップ芳枬方法による、ず説明した。
  20. 第640問難易床 ★★☆☆☆

    「栞力匷い力」の媒介粒子ずしお湯川秀暹が予蚀したのはどれか

    正解π䞭間子パむ䞭間子
    解説湯川秀暹は1935幎に栞力を説明するため、質量玄140MeV/c²の䞭間子π䞭間子が陜子・䞭性子間を亀換されお力を媒介するずいう䞭間子論を提唱した。1947幎にパり゚ルが宇宙線䞭のπ䞭間子を発芋し湯川の理論を実蚌、湯川は1949幎に日本初のノヌベル物理孊賞を受賞した。

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。