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令和2年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問16を解説|音波の重ね合わせと干渉

令和2年度 騒音・振動概論 問16は、音波の重ね合わせ(干渉)に関する穴埋め問題です。ア~エに入る語句の正しい組合せを選びます。

この問題のポイント

二つの音波の周波数が等しいとき(ア=周波数)、合成された波は位相の関係によって強め合ったり弱め合ったりします(イ=位相)。この現象を干渉と呼びます(ウ=干渉)。さらに、周波数が等しく逆方向に伝搬する二つの波が重なると定在波ができ、位相が等しくなる位置(腹)では振幅が2倍になります(エ=振幅)。分かれ目は、ア(周波数)とイ(位相)の順序、そしてウを回折と取り違えない点です。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(5)

各選択肢の正誤

空欄語句読み解き
周波数周波数が等しい二つの波が重なると干渉が起こります。
位相位相の関係で強め合い・弱め合いが決まります。
干渉重ね合わせで強弱が生じる現象そのものを指します。
振幅定在波の腹で振幅が2倍になります。

ここが分かれ目

干渉が起こる条件は、二つの波の周波数が等しいことです。そのうえで、合成波が強め合うか弱め合うかを決めるのが位相の関係で、山と山が重なれば強め合い、山と谷が重なれば弱め合います。この現象が干渉で、障害物の陰へ回り込む「回折」とは別物です。さらに逆向きに進む同じ波が重なると定在波ができ、位相がそろう「腹」では変位が最大(振幅が2倍)に、位相が逆になる「節」ではゼロになります。周波数・位相・振幅の役割を混同しないことが得点の分かれ目です。

覚え方

  • 同じ周波数の波が重なる → 位相で強弱が決まる → 干渉。
  • 逆向きの波が重なる → 定在波。腹で振幅2倍、節でゼロ。
  • 回折=障害物の陰へ回り込む現象(干渉とは区別する)。

理解度チェック

Q.

合成波が強め合うか弱め合うかを決めるのは何?

位相の関係です。山と山が重なれば強め合い、山と谷が重なれば弱め合います。

Q.

定在波の腹での振幅は元の何倍?

2倍です。位相がそろう位置(腹)で変位が最大になります。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」(公式PDF