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物理基礎 定期テスト対策【音波】開管内の気柱と閉管内の気柱の振動について

【音波】開管内の気柱と閉管内の気柱の振動について

基本振動が開管内の気柱と閉管内の気柱で,異なる理由がよくわかりません。教えてください。

進研ゼミからの回答

【質問の確認】

【問題】

【解答解説】から抜粋部分

≪開管内の気柱と閉管内の気柱の振動について≫

基本振動が開管内の気柱と閉管内の気柱で,異なる理由がよくわかりません。教えてください。

【解説】

結論から言いますと,
管が開いている端では空気は大きく振動できますが,
管が閉じている端では空気は振動できないからです。

両端がともに開いている開管では,開管内の気柱に定常波ができると,
両端ともに管が開いていて空気が大きく振動するので,管の両端が定常波の腹になります。
したがって,基本振動は管の中央に節ができて(図1)のようになります。

一方,一端が閉じている閉管では,閉管内の気柱に定常波ができると,
管の開いている方の口では空気が大きく振動して,定常波の腹になりますが,
管の閉じている方は空気が振動しないので,定常波の節になります。
したがって,基本振動は(図2)のようになるのです。


基本振動の図

【アドバイス】

開管の基本振動は,両端が腹となり,中央が節になります。
閉管の基本振動は,閉じている方の端が節に,開いている方の端が腹になります。
媒質が自由に動けるときは定常波は腹となり,動けないときは節になることを理解しておきましょう。
この回答を参考にこの問題にもう一度挑戦しておくとよいと思います。
これからも進研ゼミ高校講座にしっかりと取り組んでいってくださいね。

  • ここで紹介している内容は2017年3月時点の情報です。ご紹介している内容・名称等は変わることがあります。

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