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
v = 2 × 10⁸ m/s

光は透明な物質の中を 2 × 10⁸ m/s で進みます。その屈折率 n を求めてください。

v = 2 × 10⁸ m/sc = 3.00 × 10⁸ m/s
n =
2.やさしい
25°θ₂ = ?グリセリン, n1​ = 1.47クラウンガラス, n2​ = 1.50

グリセリン(n = 1.47)の中の光線が、クラウンガラス(n = 1.50)との平らな境界に、法線に対して 25° 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 = 1.47n2 = 1.50θ1 = 25°
θ2 = °
3.ふつう
S25 m/sO20 m/sf = 440 Hz

25 m/s で動く 440 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 = 440 Hzv = 343 m/svs = 25 m/svo = 20 m/s
f′ = Hz
4.ふつう
L = 1 mn = 1

両端が固定された弦 の長さは 1 m で、その上を波が 100 m/s で伝わります。その 基本振動(第 1 倍音) の振動数 f1 を求めてください。

v = 100 m/sn = 1L = 1 m
f1 = Hz
5.むずかしい
λ = 480 nmd = 0.4 mmL = 2 my = ?

波長 480 nm の光が、0.4 mm 離れた 2 本のスリットに当たります。スクリーンは 2 m 先にあります。中央の明線から 2 番目の明線までの距離 y2 を求めてください。

λ = 480 nmd = 0.4 mmL = 2 mm = 2
y2 = mm
6.むずかしい
θa​ = ?n1​ = 1.62n2​ = 1.54n0​ = 1.00

光ファイバーのコアは n₁ = 1.62、クラッドは n₂ = 1.54 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 = 1.62n2 = 1.54n0 = 1.00
θa = °

解答

  1. 1. n = 1.5
  2. 2. θ2 = 24.47 °
  3. 3. f′ = 502.3 Hz
  4. 4. f1 = 50 Hz
  5. 5. y2 = 4.8 mm
  6. 6. θa = 30.18 °

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。