電波 は波長 3 m で、速さ 3.00 × 10⁸ m/s で進みます。その振動数 f を求めてください。
解答つき波・音・光学ワークシート
1.やさしい
λ = 3 mv = 3.00 × 10⁸ m/s
f = MHz
2.やさしい
長さ 1.5 m、質量 3 g の弦が、張力 80 N で張られています。その上を伝わる横波の速さ v を求めてください。
L = 1.5 mm = 3 gT = 80 N
v = m/s
3.ふつう
物体が、焦点距離 10 cm の薄い 収束 レンズの 4 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 = 4 cmf = 10 cm
di = cm
4.ふつう
両端が開いた管 は、基本振動(第 1 倍音) が 143 Hz になる必要があります。音速は 343 m/s です。管の長さ L を求めてください。
v = 343 m/sn = 1f1 = 143 Hz
L = m
5.むずかしい
光ファイバーのコアは n₁ = 1.46、クラッドは n₂ = 1.43 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 = 1.43n0 = 1.00
θa = °
6.むずかしい
静止しているセンサーが、5 m/s で近づいてくる車に向けて 30 kHz の超音波を送り、エコーを発した信号と混合します。うなりの振動数 fb を求めてください(音速 343 m/s)。
f = 30 kHzu = 5 m/sv = 343 m/s
fb = Hz
解答
- 1. f = 100 MHz
- 2. v = 200 m/s
- 3. di = −6.667 cm
- 4. L = 1.199 m
- 5. θa = 17.12 °
- 6. fb = 887.6 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。