解答つき波・音・光学ワークシート

無料で印刷できる波・音・光学のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
L = 0.5 m

長さ 0.5 m、質量 4 g の弦を、横波が 122.5 m/s で伝わっています。弦の張力 T を求めてください。

L = 0.5 mm = 4 gv = 122.5 m/s
T = N
2.やさしい
λ = 0.296 mv = ?f = 5 kHz

水中の音波 の振動数は 5 kHz、波長は 0.296 m です。その速さ v を求めてください。

f = 5 kHzλ = 0.296 m
v = m/s
3.ふつう
L = ?n = 1

両端が固定された弦 は、300 m/s で波が伝わる中で、基本振動（第 1 倍音） が 375 Hz になる必要があります。その長さ L を求めてください。

v = 300 m/sn = 1f1 = 375 Hz
L = m
4.ふつう
L = 1.2 mn = 5

一端が閉じた管 の長さは 1.2 m です。音速は 343 m/s です。その 第 5 倍音 の振動数 f5 を求めてください。

v = 343 m/sn = 5L = 1.2 m
f5 = Hz
5.むずかしい
θn1​ = 1.5n2​ = 1.47n0​ = 1.00

光ファイバーのコアは n₁ = 1.5、クラッドは n₂ = 1.47 です。その開口数 NA を求めてください。

n1 = 1.5n2 = 1.47
NA =
6.むずかしい
SO30 m/sf = 40 kHz

静止している駐車センサーが、30 m/s で遠ざかる車に向けて 40 kHz の超音波を送ります。センサーに戻ってくるエコーの振動数 f″ を求めてください（音速 343 m/s）。

f = 40 kHzu = 30 m/sv = 343 m/s
f″ = Hz

解答

  1. 1. T = 120 N
  2. 2. v = 1480 m/s
  3. 3. L = 0.4 m
  4. 4. f5 = 357.3 Hz
  5. 5. NA = 0.2985
  6. 6. f″ = 33566 Hz

ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。