【演習】気柱の固有振動(開管)

物理基礎【波】第19講『気柱の固有振動(開管)』の講義内容に関連する演習問題です。 講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。

気柱の固有振動(開管)リコーダーのような管楽器がどのようにして音を出しているのか,どのようにして音程を変えているのかについて考察してみましょう。...
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問題

以下の問題ではすべて,開口端補正は無視できるものとする。

[Level.1]
長さ0.85mの開管内の気柱が基本振動している。 この振動の波長は何mか。 また,出る音の振動数は何Hzか。 ただし,音の速さを3.4×102m/sとする。

[Level.2]
開管内の空気を9.0×102Hzの振動数で振動させたところ,3倍振動となり,音が鳴った。 振動数を徐々に大きくしていくと,気柱から出る音はいったん小さくなった後,再び大きくなった。 9.0×102Hzの次に音が大きく聞こえたのは何Hzのときか。

[Level.3]
気柱の固有振動に関する次の文章のうち,正しいものをすべて選べ。
(ア)気柱が長いほど振動数は大きくなる
(イ)気柱が太いほど振動数は大きくなる
(ウ)空気の圧力変化は,定常波の節の部分が一番大きい。

この下に答えを載せていますが,まずは自力で考えてみましょう。


答え

[Level.1]
1.7m,2.0×102Hz

[Level.2]
1.2×103Hz

[Level.3]
(ウ)

(※ 解説は現在準備中。)