• ベストアンサー

おんさの振動と気柱の共鳴

おんさの振動と気柱の共鳴 気柱の開口端から共鳴点の長さが1/4λ、3/4λ、、、となっていくのはなぜでしょうか 気柱の固有振動数とおんさの振動数がいっちするというのがよくイメージできないのですが、かいせつしていただけないでしょうか よろしくお願いします

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

気柱が共鳴している時、気柱の中には定常波が出来ています。 定常波が出来ている時、 開口端は自由端なので、波の腹の部分になります。 他端は固定端なので、波の節の部分になります。 気柱内に他に節がない場合、気柱の長さは波長の1/4倍 節が一つある場合、気柱の長さは波長の3/4倍 …… となっていきます。 http://www15.wind.ne.jp/~Glauben_leben/Buturi/Hadou/Hadoubase5.htm ↑のリンクの気柱振動(閉管)の図が分かりやすいかと思います。 このように定常波が出来る振動数は気柱の長さによって決まっていて、 それを気柱の固有振動数と呼びます。 鳴らした音叉の振動数と固有振動数が一致していないと、定常波が発生しないので共鳴しないことになります。

関連するQ&A

  • 気柱共鳴装置について

    こんばんは。 先日、物理実験で気柱共鳴装置を用いておんさの振動数の測定を行いました。 考察をしている際に、疑問に思ったことがあります。 自分で調べてみましたが、分からなかったので、教えていただけたらなと思います。 もし、実験の際の室内の温度が変化したら、気柱共鳴装置をつかっておんさによる音波の波長は変化するのでしょうか。 疑問に思ったので、よろしくお願いします。

  • 気柱の共鳴実験で共鳴点に幅があるのはなぜ?

    当方は高校三年理系履修者です。 http://www.phy.sakura.ne.jp/hp/onsa.htm 気柱の共鳴を利用して音叉の振動数を測定するという上のリンク先のような実験をやりました。気柱の水位を下げていくことにより共鳴点を探すという内容なんですが、 水位を1cmくらい上下しても音が聞こえてきます。 共鳴点に上下の幅があるのでは何故でしょうか? これに関して減衰振動というのは関係があるのでしょうか?あるとすれば ・減衰の原因になるもの ・なぜ減衰振動だと幅がでるのかなど 教えて下さい。

  • 気柱共鳴の実験

    こんばんわ。共鳴実験についてご質問させてください 共鳴実験から波長を求め、振動数を求めるというものです。 気柱共鳴装置の管口で音叉を鳴らし続けます。 だんだんと水面を下げていき、共鳴音を出す所を3箇所探します。 管口からはじめの共鳴地点までの距離をL1.2,3番目をL2.L3とします。 この実験について3点のご質問をさせていただきます。 (1)共鳴している気柱は定常波が生じていますが、この ときの定常波の位置は管口端より、何cm外側に存在 するのでしょうか。 (2)波長λを求めるときに、λ=2(L2-L1)とせずに、λ =4L1としてよいのでしょうか。 (3)温度が上がるとL1.L2のあたいは、それぞれどのよう に変化するのでしょうか。 以上の3点になります。 どうぞよろしくお願いいたします。

  • 気柱共鳴

    ※λ=48cm,Δx(開口端補正)=2cm,f=7.08×10^2Hz ・太さが一様なシリンダーと、滑らかに動かすことができるピストンを用いて気柱共鳴の実験を行った。おんさを管口付近で鳴らしながら、ピストンを管口から徐々に引いて行くと、ピストンと管口の距離が10.0cmのときと34.0cmのときに音が大きく聞こえた。音速を340m/sとする。 (問)ピストンと管口の距離が34.0cmの状態からさらに引き出していくと、その後は共鳴が起こらないままシリンダーからピストンがはずれ、シリンダーのみとなった。このとき共鳴が起こり、音が大きく聞こえた。シリンダーの長さを求めよ。 という問題があるのですが、『L(長さ)=58未満』という事しか分からなかったので答えを見ると「44cm」と書いていました。「44cm」ということは、『閉管の3倍振動』→『開管の2倍振動』になったということですよね...。なぜ『閉管の3倍振動』からシリンダーが外れて『開管の2倍振動』になるのですか🤔分かる方がいたら教えて下さい! ちなみに、問題集には答えの値だけしか書いてありませんでした。

  • 同じ振動数の音叉と弦が平行の時に共鳴するのはなぜ?

    音叉が弦と平行の時に、音叉の振動と弦の振動が同じ時は共鳴しないと思うのですが共鳴するのはなぜですか? 弦の振動数が音叉の振動数の1/2の時に共鳴するはずです。

  • 気柱共鳴2

    ・太さが一葉なシリンダーと、滑らかに動かすことができるピストンを用いて気柱共鳴の実験を行った。おんさを管口付近で鳴らしながら、ピストンを管口から徐々に引いて行くと、ピストンと管口の距離が10.0cmのときと34.0cmのときに音が大きく聞こえた。音速を340m/sとする。 (問)ピストンと管口の距離が34.0cmの状態からさらに引き出していくと、その後は共鳴が起こらないままシリンダーからピストンがはずれ、シリンダーのみとなった。このとき共鳴が起こり、音が大きく聞こえた。シリンダーの長さを求めよ。 という問題があるのですが、全然分からなかったので答えを見たら、問題集の答えには「44.0cm」とだけ書いてあって、この問題だけどうやれば「44.0cm」に行き着くのか全く分かりませんでした😢分かる方がいたら、なるべく高校生でも分かるように教えて下さい🙇 ※『音波の波長λ』『開口端補正Δx』『音波の振動数f』は次の通りです。『λ=48.0cm/Δx=2.0cm/f=7.08×10^2』

  • 気柱の共鳴 振動数の測定方法

    気柱の共鳴 振動数の測定方法 気柱の共鳴の実験をしたのですがその後の検討で、 0℃の乾燥空気中の音速331.4m/sとし、常温で気柱の共鳴を用いて未知の音さの振動数を測定する方法を具体的に述べよ。 という問いがあり、何をどう書けばいいのかわからず困っています。 一応箇条書きでいいといわれているのですが、どのような回答が最も適切でしょうか。

  • 気柱の共鳴

    共鳴法によって音叉の振動数を測定する方法と原理を簡潔に教えてくださいおねがいします。

  • 気柱の共鳴実験について

    気柱の共鳴実験について 実験の考察の部分でわからないところがあります。(ちなみに学校のレポートです) 1,それぞれの共鳴点から求めた波長や振動数はわずかに異なるが、その理由は何か? ちなにみここですが、班の測定では3回中2回とも同じ数値でした。 3回目のl2の値が違う数値が出ました。 2,気温が高くなると、共鳴点までの長さは大きくなるか。小さくなるか。 これって小さくなるんですかね? あと、この2つの結果を踏まえて分かることってあるのでしょうか? いまいちわからないので助けてください。

  • 気柱共鳴装置について

    以下のような気柱共鳴装置を例に考えてみたいのですが http://www.nararika.com/butsuri/jikken/nami/kityuu.htm 水面を調節して開口部が定常波の腹になったとき、音が大きく聞こえますよね?つまりこの状態はおんさから出る音波と反射波が強め合って開口部が腹となり音が大きく聞こえますよね? (1)では開口部が節と腹の中間に来るように水面を調節したらどのように音は聞こえるのでしょうか? (2)開口部では自由端反射するので反射波はさらに開口部で自由端反射すると思うのですが、この実験ではその影響は考えなくてもいいのでしょうか?