正答5
解説
正解は5です。
空気中を伝わる音波の基本的な性質を問う問題です。
この問題は誤っているものを選ぶので、○ が答え(誤った記述)です。
【選択肢別解説】
1:× 正しい記述です。
空気中の音波は、媒質が進行方向と同じ向きに振動する縦波(疎密波)です。
2:× 正しい記述です。
音波は壁などの境界面で反射し、反響や残響の原因になります。
3:× 正しい記述です。
音波は障害物の裏側に回り込む回折を起こします。
波長が長い低音ほど回折しやすくなります。
4:× 正しい記述です。
波長は音速を周波数で割った値なので、周波数が高いほど波長は短くなります。
5:○ 誤った記述です。
空気中の音速は気温が高いほど速くなるため、10℃より30℃のほうが速くなります。
【計算】
音速の近似式は、音速=331.5+0.6×気温(℃)[m/s] です。
10℃の場合は、331.5+0.6×10=337.5 m/s です。
30℃の場合は、331.5+0.6×30=349.5 m/s です。
したがって、30℃のほうが約12 m/s 速くなります。
【ポイント】
音速は気温1℃あたり約0.6 m/s 増えます。
「波長=音速÷周波数」の関係もあわせて押さえましょう。
【用語】
縦波:媒質の振動の向きが波の進む向きと同じ波で、音波がこれにあたる。
回折:波が障害物の背後にまわり込んで伝わる現象で、波長が長い音ほど起こりやすい。
波長:波の山から次の山までの長さで、周波数が高いほど短くなる。
音速:音が空気などの媒質中を伝わる速さで、気温が高いほど大きくなる。