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の条件設定をしてなかったってことかな。出題者は固定端のつもりだったけど。
物理的に正しいのは、「2d=nλ」又は「2d=(n-1)λ」の2個だけでしょう。音波は粗密波であって、壁は圧力（粗密）の位相を変えないので自由端反射になる。
なぜ「2d=(n-1/2)λ」も正解なのかは、これを見てなるほどと思った。https://togetter.com/li/1187462 [togetter.com]
これですね。音の反射が固定端反射って、どう考えてもおかしいけどそこまで突っ込まれることはないでしょうね。
ここにぶら下げるけど、なんで物理現象なのに正答が３つあるってなってしまうのでしょう？(a)「2d=nλ」(b)「2d=(n-1)λ」(c)「2d=(n-1/2)λ」として、(b)は壁と音叉が同一面であることまで想定するのかよってこと。そして(c)はどこで入り込むのか"反対位相"。疎密波として反射を考えれば、壁での圧力変化は自由なので自由端反射となって同位相で返る。 縦波の反射（自由端と固定端の比較) [rika-net.com] よく波形を想定して逆位相という解説を見ることがあるがそれは横波についてであって、縦波を横波風に描画している場合はその符号というのは何を示しているのかはよく考えないといけない。空気を弾性体と見て壁を変位(何のだ?)の固定端と考えるならば、元の波
疎密波を横波のグラフで表現するときは高さが変位量ではなくて圧力を示すと思うんだが。（一番上が圧力最大で一番下が圧力最少）
変位量のグラフを描くと、圧力最大点でゼロ（両側から押されるので動けない）、圧力最少点を堺にして左側では左方に変位最大、右側では右方に変位最大となって、グラフは不連続になるのでは？疎→密→疎の1周期で考えるとマイナスの最大→ゼロ→プラスの最大の単調増加が並ぶグラフになるんじゃない？
変位は空気分子の位置の変位量な。
そういう意味で#3341076を書いたんだがどこかおかしい？
変位量が正弦波で原点をsin(0)が通っている一瞬を考えるなら、原点付近は圧力最低なのはいいよね。その瞬間、原点から距離2πの位置も原点と同じく圧力最低なのもよい。原点から距離πの位置は圧力最高なのもよい。これを周期でグラフに書いてみると、-cos()になる。
原点が圧力最低のとき、原点に位置している分子の変位はゼロとして、その直近の変位はマイナス側は左へ最大、プラス側は右へ最大にならない？
圧力最少点の空気分子はそこから一番離れるように動くことによって分子の密度が減り、圧力が下がるんだと思うんだけど。変位量がsin(0)でほとんどゼロといいうのは圧力が全然下がっていないことを示し、原点が圧力最低点という前提条件と矛盾するような気がするんだけど。
原点が圧力最低のとき、空気分子の「変位速度」が原点でゼロになるsinカーブになるというのは分かるけど（そのときは右方向への変位速度がプラス）、変位量のカーブはまた別なんじゃないの？
これ [srad.jp]のリンク先の説明を読んで分かりました。疎密の中間が一番変位が大きいのが感覚と合わなかったための誤解でした。
ところが横波風描画では変位量としてしているのが多いようで。横波と縦波 [sakura.ne.jp]圧力で考えるなら壁は、圧力に対して自由端(変化し得る)で同相反射する。"壁で固定端反射"っていっているのは変位で考えているということですよね。「反対位相で反射する」と誤答しやすいが、進行方向に対してどっちが正かってことを忘れてると。
最初の条件設定が雑で状況を絞りきれていなかったからだろ。
一つの可能性として
・空気中とは書かれてないので、固体中かも知れない。・マイクロフォンは横波のみ検知する仕様かも知れない。
と想定したとか…
設問中に
A.音叉(おんさ)を音源として用いる実験で、空気中の音速を求めてみよう。
と明記してあります。また、縦波を検出しない"マイクロフォン"は役に立たないので存在意義がありません。
togetterの中の>「壁で粗密波は逆位相反射する」と書いておけばよいに笑ってしまった。受験なんだからそのくらい思い切ってやらなきゃな。
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日々是ハック也 -- あるハードコアバイナリアン
固定端か自由端か (スコア:0)
の条件設定をしてなかったってことかな。出題者は固定端のつもりだったけど。
Re:固定端か自由端か (スコア:1)
物理的に正しいのは、「2d=nλ」又は「2d=(n-1)λ」の2個だけでしょう。
音波は粗密波であって、壁は圧力（粗密）の位相を変えないので自由端反射になる。
なぜ「2d=(n-1/2)λ」も正解なのかは、これを見てなるほどと思った。
https://togetter.com/li/1187462 [togetter.com]
Re: (スコア:0)
これですね。
音の反射が固定端反射って、どう考えてもおかしいけど
そこまで突っ込まれることはないでしょうね。
Re: (スコア:0)
ここにぶら下げるけど、なんで物理現象なのに正答が３つあるってなってしまうのでしょう？
(a)「2d=nλ」
(b)「2d=(n-1)λ」
(c)「2d=(n-1/2)λ」
として、
(b)は壁と音叉が同一面であることまで想定するのかよってこと。
そして(c)はどこで入り込むのか"反対位相"。
疎密波として反射を考えれば、壁での圧力変化は自由なので自由端反射となって同位相で返る。 縦波の反射（自由端と固定端の比較) [rika-net.com]
よく波形を想定して逆位相という解説を見ることがあるがそれは横波についてであって、縦波を横波風に描画している場合はその符号というのは何を示しているのかはよく考えないといけない。空気を弾性体と見て壁を変位(何のだ?)の固定端と考えるならば、元の波
Re: (スコア:0)
疎密波を横波のグラフで表現するときは高さが変位量ではなくて圧力を示すと思うんだが。
（一番上が圧力最大で一番下が圧力最少）
変位量のグラフを描くと、圧力最大点でゼロ（両側から押されるので動けない）、
圧力最少点を堺にして左側では左方に変位最大、右側では右方に変位最大となって、
グラフは不連続になるのでは？
疎→密→疎の1周期で考えるとマイナスの最大→ゼロ→プラスの最大の単調増加が
並ぶグラフになるんじゃない？
Re: (スコア:0)
変位は空気分子の位置の変位量な。
Re: (スコア:0)
そういう意味で#3341076を書いたんだがどこかおかしい？
Re: (スコア:0)
変位量が正弦波で原点をsin(0)が通っている一瞬を考えるなら、原点付近は圧力最低なのはいいよね。
その瞬間、原点から距離2πの位置も原点と同じく圧力最低なのもよい。
原点から距離πの位置は圧力最高なのもよい。
これを周期でグラフに書いてみると、-cos()になる。
Re: (スコア:0)
原点が圧力最低のとき、原点に位置している分子の変位はゼロとして、
その直近の変位はマイナス側は左へ最大、プラス側は右へ最大にならない？
圧力最少点の空気分子はそこから一番離れるように動くことによって分子の密度が減り、
圧力が下がるんだと思うんだけど。
変位量がsin(0)でほとんどゼロといいうのは圧力が全然下がっていないことを示し、
原点が圧力最低点という前提条件と矛盾するような気がするんだけど。
原点が圧力最低のとき、空気分子の「変位速度」が原点でゼロになるsinカーブになるというのは
分かるけど（そのときは右方向への変位速度がプラス）、変位量のカーブはまた別なんじゃないの？
Re: (スコア:0)
これ [srad.jp]のリンク先の説明を読んで分かりました。
疎密の中間が一番変位が大きいのが感覚と合わなかったための誤解でした。
Re: (スコア:0)
ところが横波風描画では変位量としてしているのが多いようで。横波と縦波 [sakura.ne.jp]
圧力で考えるなら壁は、圧力に対して自由端(変化し得る)で同相反射する。
"壁で固定端反射"っていっているのは変位で考えているということですよね。「反対位相で反射する」と誤答しやすいが、進行方向に対してどっちが正かってことを忘れてると。
Re: (スコア:0)
最初の条件設定が雑で状況を絞りきれていなかったからだろ。
Re: (スコア:0)
一つの可能性として
・空気中とは書かれてないので、固体中かも知れない。
・マイクロフォンは横波のみ検知する仕様かも知れない。
と想定したとか…
Re: (スコア:0)
設問中に
A.音叉(おんさ)を音源として用いる実験で、空気中の音速を求めてみよう。
と明記してあります。また、縦波を検出しない"マイクロフォン"は役に立たないので存在意義がありません。
Re: (スコア:0)
togetterの中の
>「壁で粗密波は逆位相反射する」と書いておけばよい
に笑ってしまった。
受験なんだからそのくらい思い切ってやらなきゃな。