• ベストアンサー
  • すぐに回答を!

波の速さについて

波の速さは波が伝わる物質の性質で決まっている(同じ物質に波が伝わっているなら速さは一定)とあったんですが、これは音波、光波の両方で成り立つのでしょうか?それとも音波のみ成り立つのでしょうか? あと、気柱の共鳴の問題(閉管や開管で振動数を変えて基本振動、2倍振動などにしたりするもの)で振動数を変えても、V(速さ)が一定なのは波が伝わる物質(空気)の性質で決まっているからですよね?

共感・応援の気持ちを伝えよう!

  • 物理学
  • 回答数2
  • 閲覧数351
  • ありがとう数3

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • 回答No.2
  • BookerL
  • ベストアンサー率52% (599/1132)

 「波が伝わる物質の性質で決まっている」というのは、弾性波(物質の弾性によって振動が伝わる波)一般について言えます。光などの電磁波の場合は、媒質が空間そのものなので「波が伝わる物質」というい い方は適切ではないですが、波長や振動数が変わっても波の速さが変わらない、ということは言えますね。  水面の波などは、媒質の変位の復元力が弾性ではなく重力や表面張力であり、波長が変わると波の速さも変わります。  気柱共鳴で「振動数を変えても、V(速さ)が一定なのは波が伝わる物質(空気)の性質で決まっているから」です。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

回答ありがとうございます >水面の波などは、媒質の変位の復元力が弾性ではなく重力や表面張力であり、波長が変わると波 >の速さも変わります。 「水面波の速さは一定だから、周期が長くなると波の波長も長くなる」という文章があったのですが,水面波の速さは一定じゃないんですか?

その他の回答 (1)

  • 回答No.1

1) 関係する物質の具体的な性質は、光と音では違いますが、数式では同じ形になります。 従って、音と光のどちらにも当てはまる事です。 物質の性質に関係する基本的な事柄は、光の場合は物質の中にある電子の光に対する応答であり、音の場合は物質を構成する原子や分子の衝突です。(光の場合厳密に言うと少し違うのですが、ここでは問題にする必要は無いでしょう) 2) そうです。空気中の音の速さは温度で変わります。気体の組成(分子の重さ)を変えても変わります。

共感・感謝の気持ちを伝えよう!

質問者からのお礼

回答ありがとうございます よくわかりました

関連するQ&A

  • 波の速さについて

    波の速さは波が伝わる物質の性質で決まっている(同じ物質に波が伝わっているなら速さは一定)とあったんですが、これは音波、光波の両方で成り立つのでしょうか?それとも音波のみ成り立つのでしょうか? また、気柱の共鳴の問題(閉管や開管で振動数を変えて基本振動、2倍振動などにしたりするもの)で振動数を変えても、V(速さ)が一定なのは波が伝わる物質(空気)の性質で決まっているからですよね?

  • 共鳴、共振について。

    ある参考書を見たり、解いてたりしていたら、 「弦の共鳴、共振はλ/2間隔で両端が節となる定常波ができたとき、弦の長さがλ/2の整数倍に等しいときにおきる」と記述されています。 すこし調べてみたら、弦だけでなく気柱の閉管、開管のどちらでも同じようにλ/2ごとにおきるみたいなんですが、 閉管では、底は節、口は腹、一方開管の方はどちらも腹といろいろと条件は異なるみたいなんですが、なぜどれもλ/2ごとに共鳴が起きるんですか? 自分がわかる、調べたことは、腹と腹、節と節がλ/2ということと、閉管、開管では腹と節が異なるぐらいです。 λ/2ごとに腹、節などの条件が違うのに弦、閉管、開管ではλ/2ごとに共鳴共振が起こるのか解説をお願いできませんか。 よろしくお願いします。

  • 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。

  • クラリネットは閉管共鳴音しかでない?

    クラリネットは唯一閉管楽器である言われます。 https://www.youtube.com/watch?v=qISigqTV7LYのスペクトル図を見ると、小さいけど開管倍音が交互に入っています。 管長39cmの閉管として計算すると、(1)(3)(5)(7)倍奇数倍共鳴の間に、(2)(4)(6)倍に相当する開管共鳴の(1)(2)(3)倍音があることになります。 クラリネットは閉管共鳴しか出ないと言うのは間違いで、間には開管共鳴が存在すると理解して良いでしょうか?

  • 気柱にできる定常波

    閉管に息を吹き込み振動を与えた場合、その閉管中で定常波ができると言われています。定常波は逆向きに進む2つの波の重なりから生じるものです。弦にできる定常波の場合は、両端で反射して何度も弦上を左右に進む波が生じることにより、定常波が一定時間存在することは理解できます。一方閉管の場合、閉端では音波の反射が起こることはよく分かりますが、開口端でも音波の反射は起こっているのでしょうか。音波にしてみれば、開口端に来たとき、管で囲まれたせせこましい空間から、制限されない広い空間に出る訳なので、その空気の状態が急変するので、反射波が生まれることもなんとなくわかりますが、反射波が生じたとしても、そのエネルギーは反射前に比べ非常に弱くなるように思います。 開管に息を吹き込んでも管内に定常波ができるわけですから、そしてその定常波は進行波と逆進行波との重なりからできるわけですから、そう考えると、開口端で反射波が生じることになりますが、壁に当たって反射するのに比べると、反射で帰ってくるエネルギーは反射前にエネルギーに比べ格段に少なくなっているのじゃないかと、思います。そんな弱い反射波で定常波が生じるのかなぁと私は疑問に思います。 管に息を吹き込むとき、そこの空気に様々な振動数の振動を与えるわけであり、それらの振動数のうち定常波を生じるものだけが残り、定常波を生じない振動は消えてしまうと、私は考えてきましたが、その考えは正しいのでしょうか。 以上の2つの疑問について、お分かりの方がおられましたら、よろしくお願いします。

  • 高校物理 開管が定常波になる理由

    気柱管について教えてください。 気柱管内に音波を流し続けた場合ですが、 閉管の場合は閉じたほうは固定端となり反射して定常波になるのは納得がいくのですが、開管の場合は調べてみると、開いた部分が自由端となり反射して定常波ができるということですが、どうして開いたほうは反射して波が戻ってくるのでしょうか? 教科書には何の説明も書いてありません。 そもそも縦波の自由端反射というのがどうもイメージしにくいのですがどなたかわかりやすく教えていただけないでしょうか?

  • 気柱

    気柱共鳴の実験を気柱共鳴装置で行った場合、水中に入っていく波は存在するのでしょうか?存在はするが水中に行きまた戻ってくるというのは微量なので考えなくて良いなどという具合なのでしょうか?参考書等には水面では空気は振動できないと書いてあったのですがどうも納得できないのでよろしくお願いします。

  • 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

  • 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。

  • 音波について

    音波について 先日ここで、媒質中で見る光がなぜ空気中で見る光の色と同じであるのかについて 質問させてもらい、結局どこを通ろうとも波の振動数は不変であるからという理由で 納得しました。 しかし、そこで一つ疑問なんですが なぜ、ヘリウムを吸うと声が高くなるのでしょうか? 音波の場合でも光波と同じように振動数は不変なのではないのでしょうか?