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
L = 2.5 m

長さ 2.5 m、質量 6 g の弦を、横波が 144.3 m/s で伝わっています。弦の張力 T を求めてください。

L = 2.5 mm = 6 gv = 144.3 m/s
T = N
2.やさしい
λ = ?v = 0.8 m/sf = 0.4 Hz

水面波 の振動数は 0.4 Hz、速さは 0.8 m/s です。その波長 λ を求めてください。

f = 0.4 Hzv = 0.8 m/s
λ = m
3.ふつう
24.4°90°n1​ = ?グリセリン, n2​ = 1.47

透明なブロックの内部の光は、24.4° を超えるすべての入射角で、グリセリン(n = 1.47)との境界で全反射します。ブロックの屈折率 n1 を求めてください。

θc = 24.4°n2 = 1.47
n1 =
4.ふつう
L = 0.6 mn = 3

両端が固定された弦 の長さは 0.6 m で、その上を波が 200 m/s で伝わります。その 第 3 倍音 の振動数 f3 を求めてください。

v = 200 m/sn = 3L = 0.6 m
f3 = Hz
5.むずかしい
θa​ = ?n1​ = 1.46n2​ = 1.38n0​ = 1.00

光ファイバーのコアは n₁ = 1.46、クラッドは n₂ = 1.38 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 = 1.46n2 = 1.38n0 = 1.00
θa = °
6.むずかしい
SO10 m/sf = 30 kHz

静止している駐車センサーが、10 m/s で遠ざかる車に向けて 30 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 = 30 kHzu = 10 m/sv = 343 m/s
f″ = Hz

解答

  1. 1. T = 49.97 N
  2. 2. λ = 2 m
  3. 3. n1 = 3.558
  4. 4. f3 = 500 Hz
  5. 5. θa = 28.47 °
  6. 6. f″ = 28300 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。