問題一覧
1
電子分極とは何か。
物質中の電子が電場の影響を受けて分布が変化する現象
2
イオン分極とは何か。
電場の影響で物質中の陽イオンと陰イオンが相対的に移動し、極性が生じる現象
3
SrTiO₃ において、結晶軸に沿って電場を印加すると、立方晶の対称性が崩れ、酸素 O₁ の有効電荷が形式電荷（-2e）よりも大きくなる。その理由として最も適切なのはどれか。
酸素 O₁ イオンと周囲のイオンとの結合状態が変化し、電荷の非局在化が起こるため。
4
水分子が直線分子ではなく屈曲した形状を持つ理由として最も適切なのはどれか。
酸素原子に含まれる2つの非共有電子対が、水素原子との共有電子対と強く反発するため。
5
水の配向分極とは何か。
水分子が極性を持つため、電場の影響で並び方を揃え、全体として電も極性を生じる現象
6
電子レンジの加熱原理として最も適切なのはどれか。
高周波電磁波(マイクロ波)が水分子を回転させ、分子間摩擦によって熱が発生する現象
7
強誘電体の特徴を、イオン変位と自発分極の観点から説明したものとして最も適切なのはどれか。
外部電場がなくてもイオン変位が存在し、自発分極を持つ
8
希ガスが元素単体で安定に存在する理由を電子配置の観点から説明したものとして最も適切なのはどれか。
希ガスは最外殻電子が完全に満たされており、化学結合を形成する必要がないため
9
アルカリ金属が+1価のイオンになりやすい理由を電子配置の観点から説明したものとして最も適切なのはどれか。
アルカリ金属は最外殻に1個の電子を持ち、その電子を失うと安定な希ガス型電子配置になるため
10
NaClは(A)結合により形成されているのに対し，SiO2は(B)結合により安定化している。(A),(B)に入る語句を示せ
A: イオン結合, B: 共有結合
11
水素が H₂ 分子として安定化する理由として最も適切なのはどれか。
2つの水素原子が電子を共有して希ガス型の電子配置をとるため
12
リチウム金属における金属結合について説明したものとして最も適切なのはどれか。
リチウム原子が放出した価電子が電子雲を形成し、その電子雲が陽イオンを結びつけることで安定化している
13
水素結合について説明したものとして最も適切なのはどれか。
水素原子が高い電気陰性度を持つ原子（例: F, O, N）と結合した結果、生じる分子間の弱い静電的引力
14
ファンデルワールス結合について説明したものとして最も適切なのはどれか。
瞬間的な誘導分極や双極子間の引力のような、弱い引力
15
バンドギャップとは何かを説明したものとして最も適切なのはどれか。
固体内の電子を占有するエネルギー帯と占有しないエネルギー帯の間のエネルギー差
16
立方晶 SrTiO₃ において、誘電テンソルの非対角成分がゼロとなり、かつ𝜀₁₁ = 𝜀₂₂ = 𝜀₃₃ となる理由として最も適切なのはどれか。
SrTiO₃ の構造が完全に対称な結晶構造(立方晶)を持ち、全方向で等しい誘電率を示すため
17
Si(ケイ素)、B(ホウ素)、および P(リン) がそれぞれ持つ結合の手（共有結合を形成する能力）は何本か。
Si: 4本, B: 3本, P: 5本
18
Si 結晶にドーピングすることで n 型になる不純物元素として適切なのはどれか。
リン (P)
19
Si 結晶にドーピングすることで p 型になる不純物元素として適切なのはどれか。
アルミニウム (Al)
20
真空中の位相速度cに比べて誘電体中の位相速度νが小さくなる理由として最も適切なのはどれか。
誘電体中では電場が物質の分極を誘起し、電磁波の伝播が遅れるため
21
波動方程式の解E=E₀e⁻ᵃᶻeʲ⁽ʷᵗ⁻ᵏᶻ⁾におけるαの物理的意味として最も適切なのはどれか。
波の振幅が減衰する割合を表す減衰係数
22
光学定数の中で観測可能な物理量はどれか。
屈折率n, 消衰係数k
23
光を照射したダイヤモンドの「輝き」について説明した次の文章のうち、正しいものを選べ。
ダイヤモンドの輝きは、内部での光の全反射と分散によって生じる。
24
仕事関数とは何か説明した文章のうち、正しいものを選べ。
金属表面から電子を真空中に取り出すために必要な最小のエネルギー
25
ルビーレーザーからコヒーレント(秩序だっている)かつ大強度の光が得られるメカニズムについて次の中から正しいものを選べ。
励起状態にある電子が誘導放出によって光を放射し、光の強度が増幅される
26
div𝑩 = 0となる理由を次から選べ。
磁場の起源となる磁単極子が存在しないため
27
磁石とは何か。
原子レベルでの電子スピンや軌道運動が整列して全体の磁気モーメントを形成した物質
28
スピン磁気モーメントとは何か。
電子のスピンによる磁気的なモーメント
29
軌道磁気モーメントとは何か
電子の軌道運動による磁気的なモーメント
30
フェライトの磁気モーメントについて、軌道角運動量(ℏ𝒎)の寄与が0となってSpin only磁気モーメントで表される理由を述べよ。
フェライトの結晶構造により軌道角運動量の寄与が抑制されるため