プライム記号が低すぎるのはなぜですか? また、\scriptsize を使用すると、下付き文字が適切に拡大縮小されないのはなぜですか?

プライム記号が低すぎるのはなぜですか? また、\scriptsize を使用すると、下付き文字が適切に拡大縮小されないのはなぜですか?

次のLaTeX文書に関して2つの(おそらく単純な)質問があります

\documentclass{scrartcl}
\usepackage[ansinew]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}                                
\usepackage{tikz}                                               
\usepackage{pgfplots}                                       
\usetikzlibrary{intersections, calc}

\makeatletter
\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}
\makeatother

\begin{document}
This is a nice picture with $\underline{U}_\mathrm{N}$, $U_\mathrm{L}$, $\varphi_\mathrm{U}$ and $\varphi_\mathrm{L}.$  

\begin{tikzpicture}
    \def\angle{acos(0.95)}

    \draw[->, name path=ul] (0,0) --  (5,0) coordinate (A) node[near end, anchor=north] {$U_\mathrm{L}$};
    \draw[->, name path=ux] (A) -- +({90-\angle}:3) coordinate (B) node[midway, anchor=west] {$\mathrm{j} \, X_\mathrm{N} \, \underline{I}$};
    \draw[->, name path=un] (0,0) -- (B) node[near end, anchor=south east] {$\underline{U}_\mathrm{N}$};
    \draw[->, name path=i] (0,0) -- +({-\angle}:1.5) coordinate (C) node[near end, anchor=north east] {$\underline{I}$};

    \path (0,0) let \p1 = ($(B)$) in +(15:{veclen(\x1,\y1)}) coordinate (D);
    \draw[gray, dashed, name path=circ] let \p1 = ($(B)$) in (D) arc (15:50:{veclen(\x1,\y1)});

    \draw[->, gray, name path=ii] (C) -- +({-\angle}:0.5) coordinate (CC) node[anchor=north east] {$\underline{I}'$};
    \draw[->, gray, name path=uull] (0,0) -- (4,0) coordinate (AA) node[near end, anchor=south] {$U'_\mathrm{L}$};
    \path[name path=uuxx] (AA) -- +({90-\angle}:8);
    \draw[->, gray, name intersections={of=uuxx and circ}] (AA) -- (intersection-1) coordinate (BB);
    \draw[->, gray, name path=uunn] (0,0) -- (BB) node[near end, anchor=south east] {$\underline{U}'_\mathrm{N}$};

    \draw[->] (1,0) let \p1 = ($(B)$) in arc (0:{atan(\y1/\x1)}:1) node[midway, anchor=west] {\scriptsize{$\varphi_\mathrm{U}$}};
    \draw[->] (1,0) let \p1 = ($(C)$) in arc (0:{atan(\y1/\x1)}:1) node[near end, anchor=west] {\scriptsize{$-\varphi_\mathrm{L}$}};
\end{tikzpicture}

\end{document}}

次のような結果になります。

ムウェ

  1. $U'_\mathrm{L}$tikzpicture ののプライム記号が のプライム記号よりも低いのはなぜですか$\underline{U}'_\mathrm{N}$? (後者のプライム記号の配置は私には正しいように思えます...) 明らかに、これはコマンドと関係があるはずです\underlineが、このプライム記号の配置ミスの問題を解決するにはどうすればよいでしょうか? と書いてプライム記号を上げると、$U^{'}_\mathrm{L}$高く上がりすぎてしまいます。いずれにしても、この問題を解決する最適な方法ではない可能性が高いです。
  2. \DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}以前は、数式モードで下付き文字と下付き文字のサイズを縮小していました。しかし、角度\scriptsize{}ラベルからわかるように、数式環境で使用すると、この方法が機能しないようです。角度ラベルの U と L は、図の上のテキスト行よりもかなり大きくなっています。これは、\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{6}{5}サイズを 6 と 5 の固定値に設定する「静的」設定によるものだと思います。そうであれば、数式モードで下付き文字と下付き文字のサイズをより柔軟に縮小するにはどうすればよいでしょうか。書き込みは\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{0.8*\@xipt}{0.7*\@xipt}機能しませんでした...

答え1

プライム記号は低すぎるのではなく、小さすぎます。第 1 レベルの下付き文字/上付き文字を 6pt にすることを要求していますが、これは 11pt サイズの記号の横では小さすぎます。

11pt の 80% を計算すると 8.8pt となり、11pt の標準的な第 1 レベルの下付き/上付き文字のサイズは 8pt です。もちろん、これを機能させるには任意にスケーラブルなフォント (\usepackage{lmodern}たとえば ) が必要ですが、計算するだけです。

\DeclareMathSizes{\@xipt}{\@xipt}{8.8}{7.7}

(ただし、これらの値は大きすぎると思うので、デフォルトのままにしておきます)。下付き文字のフォントサイズは上付き文字と同じで、これは避けられません。ダミーの上付き文字を指定することで、大きな下付き文字(通常は大文字)を少し下げることができます。比較

$a_{X} a^{}_{X}$

ここに画像の説明を入力してください

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