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。

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
Pβ = 60 dB

ある点での音の強さのレベルは 60 dB です。音の強さ I を求めてください。

β = 60 dBI0 = 10⁻¹² W/m²
I = µW/m²
2.やさしい
L = 1.2 m

長さ 1.2 m、質量 4 g の弦を、横波が 273.9 m/s で伝わっています。弦の張力 T を求めてください。

L = 1.2 mm = 4 gv = 273.9 m/s
T = N
3.ふつう
S20 m/sO5 m/sf = 1200 Hz

20 m/s で動く 1200 Hz の音源と、5 m/s で動く観測者が、互いに遠ざかっています。 音速は 343 m/s です。観測者に聞こえる振動数 f′ を求めてください。

f = 1200 Hzv = 343 m/svs = 20 m/svo = 5 m/s
f′ = Hz
4.ふつう
S10 m/sO20 m/sf = 300 Hz

10 m/s で動く 300 Hz の音源と、20 m/s で動く観測者が、互いに近づいています。 音速は 343 m/s です。観測者に聞こえる振動数 f′ を求めてください。

f = 300 Hzv = 343 m/svs = 10 m/svo = 20 m/s
f′ = Hz
5.むずかしい
θa​ = ?n1​ = 1.52n2​ = 1.42n0​ = 1.00

光ファイバーのコアは n₁ = 1.52、クラッドは n₂ = 1.42 です。空気中からファイバーの端に入った光が、全反射によってなお導かれる、ファイバーの軸に対する最大の角度 θa を求めてください。

n1 = 1.52n2 = 1.42n0 = 1.00
θa = °
6.むずかしい
λ = 550 nmd = 0.3 mmL = 3 my = ?

波長 550 nm の光が、0.3 mm 離れた 2 本のスリットに当たります。スクリーンは 3 m 先にあります。中央の明線から 5 番目の明線までの距離 y5 を求めてください。

λ = 550 nmd = 0.3 mmL = 3 mm = 5
y5 = mm

解答

  1. 1. I = 1 µW/m²
  2. 2. T = 250.1 N
  3. 3. f′ = 1117 Hz
  4. 4. f′ = 327 Hz
  5. 5. θa = 32.83 °
  6. 6. y5 = 27.5 mm

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。