高校物理 要点・解法ノート
必須

開管の固有振動

着眼点両端が腹。弦と同じく半波長が整数個入るので、すべての整数倍振動がある。

L=m\frac{\lambda}{2},\qquad f=\frac{mV}{2L}\quad(m=1,2,3,\dots)
例題
1
長さ 0.34 m の開管の基本振動数を求めよ。音速 340 m/s、開口端補正は無視する。
解答
\lambda=2L=0.68\ \mathrm{m}、f=\dfrac{340}{0.68}=500\ \mathrm{Hz}
答 5.0\times10^2\ \mathrm{Hz}
2
前問の開管の一端をふさぐと、基本振動数はいくらになるか。
解答
閉管になり \lambda=4L=1.36\ \mathrm{m}、f=\dfrac{340}{1.36}=250\ \mathrm{Hz}
答 2.5\times10^2\ \mathrm{Hz}
ポイント弦・閉管・開管とも、まず基本振動の図(端が腹か節か)を言葉で描き、長さと波長の関係を作ってから f=V/\lambda に入れる。公式の暗記に頼らない。

「音」の項目

  1. 音の性質と音速必須
  2. うなり必須
  3. 弦の固有振動(両端固定)必須
  4. 弦の振動数を変える(張力・長さ・線密度)差がつく
  5. 閉管の固有振動必須
  6. 開管の固有振動必須
  7. 気柱共鳴の実験と開口端補正差がつく
  8. ドップラー効果のしくみ(波長と相対速度)必須
  9. ドップラー効果の公式必須
  10. 動く反射板によるドップラー効果差がつく
  11. 風があるときのドップラー効果差がつく
  12. 斜め方向のドップラー効果不要

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