A
179 〈音波の性質〉
図1上図のように原点Oにスピーカーを置き,一定の振幅で、
一定の振動数fの音波をx軸の正の向きに連続的に発生させる。
空気の圧力変化に反応する小さなマイクロホンを複数用いて, x
軸上 (x>0)の各点で圧力の時間変化を測定する。
ある時刻において,x軸上 (x>0)の点P付近の空気の圧力か
をxの関数として調べたところ, 図1下図のグラフのようになっ
た。ここで距離 OP は音波の波長よりも十分長く, また音波が存
在しないときの大気の圧力をか。 とする。 圧力が最大値をとる
x=x から、次に最大値をとる x=x8 までのxの区間を8等分
し, x1, x2, ..., x7と順にx座標を定める。
17°
702 00
スピーカー
(1) x1 から x8 までの各位置の中で, x軸の正の向きに空気が最も大きく変位している位置
およびx軸の正の向きに空気が最も速く動いている位置はそれぞれどれか。
次に点Pで空気の圧力』の時間変化を調べたところ、図2のグ
ラフのようになった。 圧力が最大値をとる時刻t=to から,
次に最大値をとる時刻 t=ts までの1周期を 8等分し, f, t2, ... Pos
tと順に時刻を定める。
(2) からto までの各時刻の中で, x軸の正の向きに空気が最も
の製
en gang for
Poss
Xo X1
S
点P付近の拡大図
大きく変位しているのはどの時刻か。
図3のように, 原点Oから見て点Pより遠い側の位置に x軸
に対して垂直に反射板を置くと、 圧力が時間とともに変わらず常
に となる点がx軸上に等間隔に並んだ。
(3) これらの隣接する点の間隔dはいくらか。 なお, 音波の速さ
をcとする。
(4) (3)の状態から気温が上昇したところ, (3)で求めたdは増加した。その理由を説明せよ。
[ 12 東京工大]
ts to ts
for any form
図2
反射板
①反射
(2) この波の波
(3) この波の最
てう番目の
(4) PQ の間
次の中から
図3
るのか,
次に, 弦】
(5) この弦の
(6) この弦の
ればよい
(7) この弦
半分に
弦A, Ⅰ
(8) 単位
181.<気
気柱の
置かれ
に発生
音の速
する。
最初
距離
(1) 最
