今回の問題
wave#18【設問別解説】考え方から計算プロセスまで徹底ガイド
この問題のテーマは「波の干渉（クインケ管）」です。
問題を解く上で鍵となる物理法則や概念は以下の通りです。
- 波の干渉条件: 2つの波が重なり合うとき、経路差によって強め合ったり弱め合ったりします。音が最も小さくなるのは、2つの波が逆位相で重なり、弱め合うときです。
- 波の基本公式: 音の速さ\(v\)、振動数\(f\)、波長\(\lambda\)の間には、\(v = f\lambda\)という関係が成り立ちます。
基本的なアプローチは以下の通りです。
- クインケ管のD部分を引き出すことによって、2つの経路の経路差がどれだけ変化するかを考えます。
- 「音が最も小さくなった」状態から「ふたたび音が最も小さくなった」という条件が、経路差の変化量と波長\(\lambda\)の間にどのような関係をもたらすかを導き出します。
- 導いた関係式から音の波長\(\lambda\)を計算します。
- 波の基本公式 \(v = f\lambda\) を用いて、音の振動数\(f\)を求めます。