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追い込みです

ブログをご覧の皆さん、こんにちは。
7月に入り毎日暑い日が続いていますが、いかがお過ごしでしょうか?

試験まで1か月半となり、追い込みの時期になってきましたが勉強の方は順調に進んでいますか?
7月、8月は熱中症など体調を崩す方も多いかと思いますので、体調管理にはくれぐれもお気を付けください。
体調を崩しては勉強もできなくなってしまいますので、この時期は焦る気持ちも分かりますが睡眠、食事をしっかりと取り、規則正しい生活を心がけ万全な体調で勉強を行い、そして試験に臨んでいただきたく思います。

この時期の勉強は、自宅、学校、会社、図書館など落ち着いて勉強できるところでは過去問題をひたすら解くことに尽きます。過去問題を解く中で、基本問題、頻出問題をしっかりと解けるように反復学習を行います。暗記すべきことはしっかりと暗記しなくてはなりません。自分なりに覚えやすい語呂合わせを作り覚えていくと良いかと思います。暗記すべきことをしっかりと覚えておくだけで、半分は得点できると思います。
通勤・通学などの合間を利用して公式や核種などを、また生物、法令、管理技術分野を暗記するとよいかと思います。

自宅等で過去問題を解く際、解答解説を見ながら解く勉強法はお勧めしません。必ず解答解説を見ずに解いてください。計算問題も自分の手で紙に書いて計算をして、そして答えを出すことを心がけてください。解答解説を見ながら式を眺め理解したつもりでも、いざ自分で解こうと思ったときに解けないことが多々あります。
勉強には近道はありません。急がば回れで、苦労したことほどしっかり身に付いているものです。

それでは、今日の問題です。


問 次の加速器のうち、粒子の加速において主として静電場を利用しているものはどれか。

A サイクロトロン
B ベータトロン
C シンクロトロン
D 直線加速器
E ファン・デ・クラーフ



正解はEのファン・デ・クラーフ型加速器です。

加速器に関しては、当ブログの以下のページにも記載していますのでご覧下さい。
 → http://radioisotope1.blog.fc2.com/blog-entry-27.html

加速器の問題は、物理分野で必ず毎年一問は出題されている頻出問題です。

サイクロトロン、マイクロトロン、シンクロトロンは周回軌道を利用して電子や陽子を加速します。
その周回軌道に関しては、過去の物理科目でも何回か出題されています。
2006年問9
2007年問9
2008年問10
2009年問12(軌道に関する計算問題)
2012年物化生問1Ⅰ(軌道に関する計算問題)
2013年問9(軌道に関する計算問題)
2014年問6(軌道に関する計算問題)

周回軌道の軌道半径は以下のように考えることで求められます。
磁場中を運動する粒子は磁場からローレンツ力を受けます。磁束密度Bの磁場で、電荷eの粒子が磁場に垂直に速度vで動いているとき、ローレンツ力はF=eBvで表されます。円運動する粒子ではローレンツ力と遠心力(=mv^2/r)が釣り合うため、

 

この式をrについて解くと、円運動の軌道半径は次の式で表されます。

 

サイクロトロンやマイクロトロンは、上式において磁束密度Bが一定のため、加速とともに速度vが増加していくと軌道半径rは大きくなっていきます。また、シンクロトロンでは、速度の増加とともに、磁束密度も変化させることで一定の周回軌道を維持するようにしています。



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