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
50°θ₂ = ?空気, n1​ = 1.00ダイヤモンド, n2​ = 2.42

空気(n = 1.00)の中の光線が、ダイヤモンド(n = 2.42)との平らな境界に、法線に対して 50° で当たります。法線から測った屈折角 θ2 を求めてください。

n1 = 1.00n2 = 2.42θ1 = 50°
θ2 = °
2.やさしい
Pβ = 55 dB

ある点での音の強さのレベルは 55 dB です。音の強さ I を求めてください。

β = 55 dBI0 = 10⁻¹² W/m²
I = µW/m²
3.ふつう
SO20 m/sf = 800 Hz

観測者が、静止している 800 Hz の音源から遠ざかるように 20 m/s で動いています。 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 = 800 Hzv = 343 m/svo = 20 m/s
f′ = Hz
4.ふつう
FFdo​ = 60 cmf = −12 cm

物体が、焦点距離 12 cm の薄い 発散 レンズの 60 cm 前にあります。像の距離 di を求めてください。符号の規則は 1/f = 1/do + 1/di を使います(発散レンズでは f < 0、虚像では di < 0)。

do = 60 cmf = −12 cm
di = cm
5.むずかしい
f1​ = 20 cmf2​ = 15 cm25 cm40 cm

2 枚の薄いレンズが同じ光軸上に 40 cm 離れて置かれています:レンズ 1 は f₁ = 20 cm、レンズ 2 は f₂ = 15 cm です。物体はレンズ 1 の 25 cm 前にあります。レンズ 2 から測った最終的な像の位置 di2 を求めてください(レンズ 2 より先が正、実像が正の規則)。

f1 = 20 cmf2 = 15 cms = 40 cmdo = 25 cm
di2 = cm
6.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 = °

解答

  1. 1. θ2 = 18.45 °
  2. 2. I = 0.3162 µW/m²
  3. 3. f′ = 753.4 Hz
  4. 4. di = −10 cm
  5. 5. di2 = 12 cm
  6. 6. θa = 32.83 °

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。