阪大入試出題ミス

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 19:23:44.47

気柱の共鳴では開いた口が疎密波の固定端に

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 19:26:43.48

>>87
すぐアホアホ言うのが5ちゃんねるだろ。
んなところで、普通の議論ができるかよwwwww
Twitterでそんなことやったら、アカウントを閉じないとダメだろ。
そりゃまともな議論は無理だろうなwwwww

5ちゃんねるの過去の栄光万歳！

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 19:28:17.62

>>97
キミは波動の重ね合わせが理解できないから不合格
重ね合わせた状態の波が実際に観測される、「瞬間に疎が密に、密が疎に入れ替わったり」しない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 19:50:34.78

>>100
気柱の開放端での反射って高校物理ではどうやって説明してるのか、たまに不思議に思う。
開放されてたら音波は出て行く一方じゃん？って問いに答えられる教師はいるのだろうか。
量子力学の波動関数が井戸ポテンシャルで反射するみたいなアナロジーが成り立ちそうな気がするけどちゃんと説明できる自信ないなあ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 19:57:48.40

一応は阪大がミスを認めた形なのに、まだ問題内容に対してあーだこーだ言われるのは
阪大が最初の解答( 2d = (n - 1/2)λ ) も「正しい」としてしまったせい。
普通に考えたら「間違い」だよねえ。難関大のプライドが許さないのかも知れんねえ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:13:09.96

>>103
空気柱内が狭く空気の運動が外部より拘束状態、開放端付近が媒質の不連続面になる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:35:12.14

>>105
>空気柱内が狭く空気の運動が外部より拘束状態
それは空気柱の側面抵抗が効いてるんでしょうか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:36:35.32

>>103
開放端では反射ありの放射だよね
そこの形がミソで普通の筒だと沢山反射する
んで反射を最小化するにはインピーダンス整合を図る必要があってテーパーをつけるの
電波でいうホーンアンテナ
ってことはアマチュア無線やってる中高生でも想像できる

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:50:19.53

空気柱を物理的に詳しく知りたければググレ、たぶん難しい内容だろな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:55:48.10

>>107
メガホンを使う理由ぐらい高校生に説明してやれよ。
音響インピーダンスでググれ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 20:57:06.72

>>109
ああ、メガホンのが身近か
部活動で使うからな

**元歌ふられてBANZAI** · 2018/01/08(月) 21:01:27.31

関連スレ
【京大に】東日本から大阪大学への進学【ふられて阪大】
http://rio2016.5ch.net/test/read.cgi/student/1505046410/ 主題歌

俺は泣いてたぜ風が冷たいぜ
京都女にどんなに俺が憧れてきたか分かるか？

俺は目指してた京都住みたくて
でもその夢は砂のように消えちゃった俺の前から

まずいぜホント俺をふるなんて
うるんだ瞳京大京大京大京大サ・ヨ・ナ・ラ

阪大阪大 Ah ふられてふられて狙い目
阪大阪大 Ah 俺はもう京大にお手あげ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 21:05:42.16

インピーダンス整合... なるほど
圧力・変位(の時間微分)が、電子回路だと電圧・電流に相当するわけですね

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 21:08:24.50

まあでもフツー大学から
入試問題の解答公表しないよね

そういう意味では
今回の阪大は良心的

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 21:20:26.19

阪大の問題と同様な方法でレーザー光と鏡を使って光速が測定できるか？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/08(月) 21:54:28.17

>>70
縦軸に変位をとったグラフが書いてあるだけど
横波として扱っているわけじゃない

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 00:32:13.37

>気柱の開放端での反射って高校物理ではどうやって説明してるのか、たまに不思議に思う。
>開放されてたら音波は出て行く一方じゃん？って問いに答えられる教師はいるのだろうか。

うむ。
まずそう思うな。

しかし、音とは空気分子一つ一つの正弦波振動（の重なり合い）だと思えば
気柱開放端ではスカスカの外気のせいで外側へ向かう振動の振幅が一気に大きくなる。

で、その大きくなった分子振動が今度は開放端内側に戻ってきたら
それは気柱内側へと向かう波になり、結果として自由端反射となるってことだな。

ざっとしか見てないが
阪大がやらかしたのか。

くっくっく

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 00:52:05.43

鉄筋コンクリート造りの学生宿舎の長方形の部屋にオーディオセットとスピーカーを両サイドに置いて鳴らすと
ちょうどいい位置にステレオの音場が出来て楽しめたなあ
何もない部屋の壁に音が綺麗に跳ね返って部屋の真ん中に反響のスイートスポットが出来上がるの
そこに入るとなんか音楽が今でいう5.1chサラウンドみたいな不思議な感じになったなあ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 00:57:16.43

まー、この世の中では。常識的に＝阪大や東大やエライさんたちの立場や「命」よりも。

受験生たちの「将来」のほーが＝はるかに重要で大切なコト。って、ことですね。。。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 01:09:47.62

>何もない部屋の壁に音が綺麗に跳ね返って部屋の真ん中に反響のスイートスポットが出来上がるの
>そこに入るとなんか音楽が今でいう5.1chサラウンドみたいな不思議な感じになったなあ

パソコンのスピーカーと
外部ディスプレイのスピーカーとで
ニセサラウンド出来るしな。

くっくっく

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 01:16:01.35

>>119
パソコンなんて普通の学生は持ってなかった時代や

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 06:43:47.44

気体分子一つ一つはあちこち飛び回ってて正弦振動してるわけではないだろう

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 08:49:35.69

>>113
ほんとこれ
こんなんがあるから大学は解答を公開しないんやろなぁ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 12:18:12.21

本質は
大学入試の問題としては不適当である、ということ。

これを言わなきゃ今回の騒動が今後に生きない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 12:22:22.66

このスレでも「音叉から出る音波は左右でどうなってるのか？」
で議論が沸騰してしまう。
明らかに入試問題としては不適切であることがわかる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 12:23:17.41

>>36
NHKの物理基礎では「定在波の『節』で音量は最大となる」と説明してる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 12:45:28.11

変位の波とみるか疎密の波とみるかで節と腹は入れ替わる

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 13:02:14.92

高校物理だと「節」「腹」は媒質の媒質の変位で記述されるので疎密波の場合は混乱が起きる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 13:48:36.19

固体と違って変位というのが分かりにくい

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 14:07:28.62

>>128
確かに。
空気は何で元の位置に戻れるんだ？って昔から思ってる

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 14:39:31.96

ヤングの実験だと光の場合中間地点で明線が見えるけど、音でやった場合は中間地点では音が聞こえなくなるってことか

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 17:35:42.17

>空気は何で元の位置に戻れるんだ？って昔から思ってる

空気分子の密度が濃くなった箇所は圧力が大きくなってるから
密度が薄く圧力の小さくなったもとの場所へ押し戻されるんだよ。
分子同士の平均的な衝突運動だ。それがいろんな正弦波の重なりに近いってことだ。

くっくっく

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 17:41:29.69

くっくっく気持ち悪い

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 17:53:28.79

>空気は何で元の位置に戻れるんだ？って昔から思ってる

粒子の移動が速く（空気で数百m/s等）ても平均自由行程が著しく小さい(数十nm)から
一定時間毎の平均位置をみるとそれ程動かない（当たり屋も真っ青の全くもって激しい酔歩だな。）
例えば厳密ではないけど煙の拡散と音速を比較すると何となく分かるんじゃないかと。

個々の粒子の動きをまじめに捉えると面倒なので、
まとまった量（いわゆる単位体積とか）の周辺粒子の平均位置を「概念」的に粒子位置として扱うと
幾らか固体っぽく（というか連続体）扱える。

ただ平均位置の移動速度が音速に近づいてくると
そういった前提条件（上述の拡散速度と音速の格差社会のようなもの）も崩れてしまって
空気なんかはドッカーンバリバリな訳です。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 17:54:40.11

>>130
考えすぎだと思う。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 18:32:09.28

くっくっくの人の開放端の説明がわかりにくいのでもっとわかりやすく説明してくれる人いない？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 18:57:08.99

外に出ていく波が密のときは
中に入って分子の多くが弾き飛ばされるので
入ってくる波は疎になる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 19:19:08.89

>>134
いや、そうなるだろ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 19:49:25.00

>>136
何がどこに入っていくの？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 20:59:06.02

>>137
スリットが新たな波源になって位相も揃ってるから光と同じじゃね？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 21:10:54.88

>>139
いや、だから音の場合横波で考えたときに定常波の腹で音が聞こえなくなるんじゃないの？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 21:46:32.39

>>140
定在波じゃなくて進行波じゃない？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/09(火) 21:52:15.19

TWT

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 00:29:52.17

>>130
音叉の場合は、それぞれの叉が逆方向に動いているから逆位相になって
最初の問題でも答えは密密密密にならずに、疎密疎密になるんだろ。
>>133
分子的ミクロ的には動いているけど、完全弾性衝突だから速度が交換されるだけで
マクロ的に見たら空気は動いていないと見なせると、単純に考えてはダメ？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 01:18:07.98

>>140
ああ…ゴメン何となく言っている意味が分かってきたのだが…
横波は横波でもスリット線と垂直方向のことだよね。
（或いはヤングの実験のよくある図の面内方向の横波。）

固体中でやらないといけないかな。スリットとかどうするのかアレだが…
ゲルっぽいものにズブりと圧電素子でも差し込んでみるとそうかもしれない。
中間点では圧電素子がプルプルするけど両側から押される圧力変化は少ないかも。
固体だとインピーダンスが大きいから、
中点に板を差し込んで、実験台に固定した圧電素子とつなぐと信号拾えちゃうか。
（干渉縞の見える）側面から見ると圧力の高い部分は盛り上がって、低い所は凹んで
しわしわに見えるかも知れないね。

スリットがなぁ・・・
スリットの代わりに2本の棒をさして同相で高速ツイストさせるか。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 03:19:13.14

>>143
>>133だけど
（流体1コマしか受けてないモグリだが…）
常識的な範囲ならOKだし気にしない方が良いかも。

非常識な範囲は…
例えば圧力がかなり低い場合とか。
まぁ真空は音波が伝わらない。
平均自由行程とかが関係する。

プラズマの様なクーロン力が働かない
通常の気体の場合
波長に比べて平均自由行程を無視できなくなると
衝突が減って伝達しにくくなるんじゃないかな。
（ということは高音から伝わらなくなるということか…）

後は…あまり自信がないけど…間違ってたらゴメン。
ホイヘンスの原理で素元波が等方的なのは衝突回数が多いからかな。

低周波の方が衝突回数が多くて等方性が増すからよく回折する
というのはウソw。(素元波同士の位相のズレが小さいから。)
ちょっとは影響…しないか？。選択問題のダメ選択肢にできそうだ。

おや、お肌に良くない時間になってた

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 07:12:30.78

>>143
縦波を横波に変換するときは進行方向を正にとるから音叉の逆方向に出る波は同位相じゃないかな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 07:52:43.62

>>146
高校物理だと進行の向きに関わらず、右向きを正に取る。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 08:49:17.87

もう人生どうしたら良いのか分からない・・・・・。
東京大学理学部数学科に入りたいけど、尋常じゃないくらい頭が悪いのです。
白チャートすらまったく理解できません・・・・・。
でも東京大学理学部数学科に入りたいです。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 09:12:18.40

3次元中の球面波だから音叉からの距離に反比例して振幅が小さくなるから
実際にはマイクの位置にもよるし波長の倍数からもずれるな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 13:36:47.25

ここ数日よく考えてみたんだが、阪大の元の解答で間違ってないんじゃね？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 14:21:10.93

>>150
阪大の答えでいいとなると問１と問４に矛盾が出る。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 14:25:09.51

>>150 間違ってるよ。
それで問５では、その問４の間違った解答に沿った都合のいい実験値が使われていた。
これが当初は公式解答がないのに問題発覚する手がかりになった。
今回、元の解答「も」正解扱いにしたのは、
・問５で逆誘導してしまったので恩情採点
・本来落ちるべきなのに合格させてしまった学生への配慮
とかが考えられる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 14:59:53.05

>>152
二つの点音源A,Bが同位相で振動しているとき、ABの垂直２等分線上の点で聞こえる音は極小になる
つまり二点からの経路差が波長の整数倍のところで音圧は極小になる
阪大の問題でも音叉の左右から出る音波は同位相で、壁での反射で疎密波の位相は変化しないので、経路差が波長の整数倍のところで音圧は極小になる
したがってマイクで最も音が大きくなるのは波長の整数倍から半波長ずれたところで、阪大の元の解答が正しい

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 15:51:30.87

経路差0で同位相で振動すると打ち消されるとな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 18:27:41.07

>>153
音叉の右側に定在波は立たないから、節線腹線で考えちゃダメです。
阪大は「点音源とみなす」と書いてるし。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 19:33:49.89

>>153
２つの点音源って…もしかして音叉の2枚の板のことなのか？
音叉を見たことがあるだろうか。
波長>>板間隔だよ。

つまり板間の空間はほぼ同じ圧力とみなせる。
PV=ｎRTの成立するような熱力学な世界とでも言おうか。
圧力が等方的にかかるから、側面から空気が出入りする。
（この狭い空間に限っては、もはや波ではない。）
（電気回路で低周波の時に線路端の反射とか考えないのと同じ。）
だから問１でAC方向にも逆相の波が出てくる。

そもそも音波で考えるとAC方向からの音波が何故出てくるのか説明できない。

問１の答えはｆでしょ。AC方向でもBD方向でも1次元じゃ左右対称。
1つの点音源で良いんだよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 19:36:56.70

>２つの点音源って…もしかして音叉の2枚の板のことなのか？
私の勘違いか…？
2つの点音源って…？

場合によっては
>>156は忘れてください。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 20:02:49.67

>>156
ダラダラスレを何行も書く奴ほど意味不明かトンデモ。
音叉の基本振動はU字型が同時に逆方向に振動運動する。
つまり、音叉の内方向の波は打ち消される、２個のスピーカーを左右逆にくっつけて
音を出したのと同じで、十分離れれば球面波と同じ。
音叉の右側にあるマイクは>>155のように定常波ではなく進行波の重ね合わせだからマイク位置は無関係。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 20:03:22.50

>>156
ダラダラスレを何行も書く奴ほど意味不明かトンデモ。
音叉の基本振動はU字型が同時に逆方向に振動運動する。
つまり、音叉の内方向の波は打ち消される、２個のスピーカーを左右逆にくっつけて
音を出したのと同じで、十分離れれば球面波と同じ。
音叉の右側にあるマイクは>>155のように定常波ではなく進行波の重ね合わせだからマイク位置は無関係。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 20:30:44.81

>>153
>二つの点音源A,Bが同位相で振動しているとき、ABの垂直２等分線上の点で聞こえる音は極小になる
>つまり二点からの経路差が波長の整数倍のところで音圧は極小になる

分かった分かったwwww。あぁ、からかわれてしまったなぁ。
もしかしてヤングの実験の方ですね。ごめんなさい。気づかなくて。

まず横波は固体中でしか成立しないけど、乗っかりますw。

しかもABの垂直2等分線上全てで成立するわけではない。
>>144は飽くまでも近似ですよ。ABスリット面から垂直に十分離れていないとね。
しかもABスリット面内では面に垂直な成分「しか」ないでしょ。
（>>144の最後の棒ツイストを想像してほしい。AB面には面に垂直成分しかないだろう？）
AB面に垂直な縦成分は圧力に寄与しない。
AB面に垂直な完全なる横波。粗密ではない。
だかたAB面内はどこも圧力変化なしになってしまうのだ！
だからAB面内に圧電素子を挿しても音が拾えないのだよ…
（この思考実験はパズルみたいで面白いけどね。）

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 20:40:03.90

>>153
音さの右側に定在波はできないよ。

節線と腹線は双曲線状にできる。

↓のサイト見てみなよ。
http://adoko.blue.coocan.jp/hadou/hadou8.html

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 20:47:16.81

やっぱ高校物理で波動を扱うのは無理なんじゃないの？
そもそも微分積分は一切使えないし
こんなのより古典力学の角運動量教えた方がよっぽど役に立つ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 21:09:57.67

>>162
現代物理学の基礎の一つが波動の物理なのだよ
波動が理解できなければ電磁場も量子力学も理解できない。
旧帝に素人は無用。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/10(水) 23:59:01.05

正直に言う。
この問題を初見で解いた時、AⅠ1の問題に誘導されて、壁向きの波とマイク向きの波は逆位相で
壁の固定端反射で逆位相だから、結局強め合う条件の基本式、行程差＝nλになると考えてしまった。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 01:02:13.06

あってるじゃん

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 01:58:22.99

出題する前に実験しないとなぁ　(´・ω・`)

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 02:01:27.71

音叉が逆に動いているなら逆位相じゃん、固定端なら逆位相反射じゃんと、深く考えないで答えたから
ここや他で議論されているような、疎密波と変位波を区別する所まで頭が回らなかった事が恥ずかしかった点。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 04:43:48.29

池の波紋のように1点から周囲に波が伝わるとする。一次元に限り、
y=A sin 2π(t/T-x/λ)とy=A sin 2π(t/T+x/λ)の波ができる。
距離dの固定端で反射したものと足し合わせると
=A sin 2π(t/T-x/λ)-A sin 2π(t/T-(x+2d)/λ)
sinA-sinB=2sin(A/2-B/2)cos(A/2+B/2)だから、
=2Asin(π(2d/λ))cos(2π(t/T-(x+d)/λ))
だな。
振幅2Asin(π(2d/λ))
・　2d/λ=πn (n=0, 1...)でゼロ
・　2d/λ=πn+1/2πで±2、絶対値最大
http://iup.2ch-library.com/i/i1881772-1515613344.jpg

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 05:02:05.45

>>168の訂正
http://iup.2ch-library.com/i/i1881773-1515614474.jpg

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 05:15:51.18

変位の正の向きは波源からの距離が増える方向
波源を通り過ぎるとひっくり返る

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 07:32:56.39

縦波だからf_+とf_-の符号は逆だぞ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 10:44:04.16

>>168
何度も出てるが、定在波の問題ではない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 10:47:41.18

>>171
＞縦波だからf_+とf_-の符号は逆だぞ

f_+って何のことを言ってる？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 11:26:59.46

>>173
>>169

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 11:54:30.02

>>174
波源が点の水面波で振動の中心からの変位を表すならこれであってる。
水面波なら壁で固定端反射しないが。

この人も水面波と音波がごっちゃになってるね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 12:18:28.69

【マイトＬーヤ】　米国債を売れ　【１２００兆円】
https://medaka.5ch.net/test/read.cgi/eco/1515587891/l50

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 12:36:14.36

音波の進行方向を正とする流儀では音源ではずれないが、反射でもずれない

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 13:33:39.01

壁に関して対称な位置の音源からの波として反射波を考えると見やすいか

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 13:49:06.61

>>169
反射で位相が反転するならこれで合ってる
音波が壁で反射する場合位相はそのままなので強弱の関係が逆
8行目のf_{add}の第2項は正になる
11行目のcosとsinが入れ替わる

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 13:53:26.72

音波の反射でも、普通の意味では位相は反転しますね

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 16:49:00.25

「普通」が何を指してるのかが分からないから混乱する。
媒質の変位を考えるy(x,t)の式なのか(高校物理ならこれ）)、気圧を考えるp(x,t)の式なのかで変わる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 18:19:57.64

>>180
音圧は反転しない
粒子速度の位相は反転するが進行方向が変わるので強弱関係は結局同じ
電気系とのアナロジー >>66 >>112 では壁は開放になる
そのあたりのレス読み直してみ
どちらでも結果は同じ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 19:34:57.14

高校物理で普通っていったら変位しかないでしょ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 20:28:43.81

圧力の分布を示す波p(x, t)を考える
pV=nRTという関係式が成り立つとすると、V⤵, p⤴なら断熱圧縮でTが上がる
はずだが、それは無視しよう。T=一定でp=nRT/Vだからpとn/Vは比例する、
この仮定で密度の波＝圧力の波だ。

跳ばそう...。空気が前後・左右に移動する変位の波が積み重なったのが、圧力の
波でいいだろう.

p(x, t)=∫ f(x, t) dx
f(x, t)=∂/∂x(p(x, t)

である。
http://iup.2ch-library.com/i/i1881861-1515670023.jpg

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/11(木) 20:37:08.89

>>180
>>65 さんが書いてくれているとおり

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 00:04:39.66

うーむ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 00:44:18.30

>>184
>断熱圧縮でTが上がるはずだが、それは無視しよう。
無視しちゃダメだよ。それやると音速の式に比熱比が出て来なくなる。

ちゃんと計算するとこうなる。
気体内部エネルギー: U = n Cv T : (モル定積比熱: Cv)
dU = 0 - P dV = n Cv dT (断熱変化: TdS = 0)
d(PV) = nR dT = R/Cv dU = - R/Cv P dV
(Cv+R)/Cv P dV + V dP = 0
γ dV / V + dP / P = 0 (比熱比:γ=(Cv+R)/Cv)
V^γ P = const.

縦変位を f = f(x, t) で表す。
空気層(断面積: S, 厚さ: δ ) の圧力変化:
P = P₀ + dP = P₀ - γP₀/V₀ dV = P₀ - γP₀/(Sδ) {f(δ+x)-f(x)} S
≒ P₀ - γP₀ ∂x f
って事で縦変位の空間微分が圧力変化に比例する。

さらに進めてみよう。
空気層(断面積: S, 厚さ: Δ, 質量濃度: ρ ) の運動方程式:
ρ SΔ ∂t^2 f = - { P(x+Δ) - P(x) }S ≒ γP₀ ∂²x f ΔS
∂²t f = γP/ρ ∂²x f = γ RT/M ∂²x f (モル質量: M)
波動方程式: ∂²t f = c² ∂²x f
音速: c = √( γ RT/M ) が得られた。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 03:23:24.94

作られる圧力の波が左右対称と考えた場合、
http://iup.2ch-library.com/i/i1881955-1515694866.jpg

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 04:32:23.32

>>188
圧力が本質なのか変位が本質なのか、逆にこの二つの波が左右から来てぶつかったときに、
圧力が2倍になるのか消え去るか、それで分かるな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 09:34:39.45

>>189
>逆にこの二つの波が左右から来てぶつかったときに、
圧力は２倍、変位は０

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 09:43:28.41

>>184, >>188
> 空気が前後・左右に移動する変位の波が積み重なったのが、圧力の波でいいだろう.
変位の積分て意味わかんねーよ！

変位の波動方程式: ∂²t f = c² ∂²x f
→ 進行波解 f = A sin(k x - ωt)
その圧力変動は δP = -γP₀ ∂x f = -γP₀ k A cos(kx - ωt)
圧力を微分すると ∂x P = ∂x δP = γP₀ k² A sin(kx - ωt) ∝ f (圧力微分で f が出た)
では今度は２つの波長を加えてみる。
f = A sin(kx - ωt) + A’ sin(k’x - ω’t)
∂x P ∝ -∂²x f ∝ ∂²t f = ω²A sin(kx - t) + ω’²A' sin(k’x - ω’t)　(f に比例しない...)
つまりですね、一般には圧力を微分したって f は出て来ないんですわ。
∂x δP ∝ f や ∫ f dx ∝ δP になるのは特別な場合だけなんですよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 10:00:20.43

自分は現役時代に、波動とか苦手だったが、
なぜ、波長の自然数倍が、音がでかくなるのか知りたい。
波長の真ん中が、音がでかくなりそうな気がするよね。

**192** · 2018/01/12(金) 10:01:45.11

あと、nが1なら、
壁際も音がでかいってことだよね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 10:08:10.92

過去レス読んで勉強したが、
反射と共鳴を考えるのか。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 10:14:59.61

ならば、
音叉から壁に反射して戻ってくるまで、
つまり、2d=nλまたは(n-1)λが正しそうな気がするが、
位相が反転してもいいわけ？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 10:57:18.72

>>191
一般論ではなかろう、この問題の考察のためにはOK

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 11:41:19.54

>>189
>圧力が本質なのか変位が本質なのか（ｒｙ

音波は変位（媒質のふるまい）が本質。
電磁波は遅延ポテンシャル（光量子のふるまい）が本質。

一概にどっちがとは言えん。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 13:18:41.48

>>191
えーとだね、
現実には変位の微分が圧力、圧力の積分が変位に相当するわけ。
もちろん線形応答モデルの範囲内の話だけど。

> 空気が前後・左右に移動する変位の波が積み重なったのが、圧力の
波でいいだろう.

こういうなんとなく分かったような言葉遊びで理屈を組み立てるのは感心しないし、
たまたま結果が合ってるからいいだろ、なんてのは物理じゃない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 13:19:17.38

>>191 じゃなかった >>196 ね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 13:35:23.84

音を縦波で考えると
同位相の干渉なのでd=nλで音が大きく聞こえる
音を横波で考えると
逆位相の干渉なのでd=nλの地点は変位は弱めあっているが、前後の部分で変位が大きくなるよう強め合っているので圧力変化が最大になり音は大きく聞こえる

っていう理解であってる？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 14:08:17.48

音は縦波ですよ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 14:24:40.98

阪大の出題者が妙な解釈をしたのが「音叉の両側」ではなく「反射壁」の方だとして

「圧力で見たとき固定端」「変位で見たとき自由端」なんてことの起きる壁の素材って
どんなものだろう。ほとんど反射せずに透過してしまいそうだが。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 14:38:19.72

>>202
それが開管なんですよね

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 15:41:46.65

>>198
ネガティブに考えて、「間違えている→思考停止・発言禁止」では発展しない
∂p/∂x, ∂p/∂tが何か示さないと板や科学の世界が縮小するだけ
コミットした後のフォローが必要だな、日本の自然科学一般の傾向だが

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 16:36:54.13

>>203
そうか、あの問題文の図は実はトンネルの中にあって、「壁」はそのトンネルの
出口から少し出た（開口端補正）あたりを表す抽象化された表現だったんだ。

そんなのエスパーじゃないと分らんよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 17:24:27.66

>>204
>コミットした後のフォローが必要だな
それは >>187, >>191 で既に書いたから。
先に俺がレスした人は、式を追う素養が無いとは思えない。
ちゃんとしたグラフとLaTeXかなんかで数式書いてるくらいなんだし。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 17:52:58.54

>>205
だからそういうミスじゃなくて
絃の振動か何かと勘違いしたんじゃないか？
担当者全員が壁を絃の固定端と同じだと思い込んでいた

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 21:55:33.53

今更ながら阪大から続報
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2018/01/12_01

理科問題(物理) 〔3〕Aの解説（1月12日追記）↓pdf注意
http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/topics/2018/01/files/0112_03

当初の解答も正解にした理由は、音叉の振動モードの違い。
通常観測される振動モードとは異なるモードだって無くはないんだぞ！
だってこの論文(2000年...)でも実験観測したって報告あるもんね。
そのモードで計算したら 2d = (n - 1/2) λ が正解になるでしょ。
という事だそうです。
じゃあ問A-I での誘導は何だったのか... ふざけた話です。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 22:13:31.36

>>207
ジョークはジョークとして受けとってくれよw

>>208
おお。大学がそんな発表をするとは思わなかった。
まあ今回のはちょっと言い逃れが出来ないほどヒドイので
何らかの説明責任はあるよなあ。握りつぶしてしまう大学が多い中、
このような文書を出すことは評価できる。

でもこれはおそらく、実際に内部で起きたミスとは違う説明だと思う。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 22:44:07.38

この言い訳見苦しすぎるよね。
素直に間違えちゃったゴメンちゃいって言えないのかと

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 23:16:09.89

お前らの議論を200スレ以上読んできて、結局意味わからんかったけど
大学のpdf見てようやく分かったわ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/12(金) 23:41:33.15

>>208
問A-I での誘導もそうだけど、だったら(同位相モードと逆位相モードの存在)最初から解答が2つあるって事やん。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 00:41:35.64

>>208
これ言うなら、問１から問題を無効にすべきじゃないの？
というのが正直な感想。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 01:11:11.78

こちらの確認漏れにより問４で当初想定していた解答 2d = (n - 1/2) λ は誤りであった。
そして問５では、この問４解答に都合のいい数値が使われていたため受験生が混乱するのも無理はなかった。
よって、３通りの解答を認める事とした。

最初の謝罪ではこれくらいのニュアンスに受け取って勝手に納得してたのにさー、なんか梯子外された形だよ。
阪大さん恥の上塗りをしてしまったね。都合のいい論文必死でググったんですね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 05:10:38.46

>>214
いやいや、最初から
「当初想定していた解答 2d = (n - 1/2) λ は誤りであった。」
なんてニュアンスは一切感じられなかったよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 06:25:10.98

というより、>>214のような「誤った」解釈をする人が居ると思ったから詳説を出したんだろ
俺も答えが複数ある理由がわからなくて、整数と半整数のどっちかが誤りと思ってたからな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 08:19:30.74

>>215, >>216
いやいや、最大限の好意的に超解釈しての納得だよ。
だって 2d = (n - 1/2) λ は間違いなんだから、３解答とも正解にするなんて普通ありえないんだもの。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 09:14:15.03

>>217
まあそうしないと、今まで正解した人を不正解にしなきゃいけないもんな。
そうすると合格のラインが下がって、新たな合格者が３０人じゃ効かないｗ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 09:28:03.07

おめでたい奴だな >>216

(1) A-I で音叉が逆位相振動モードで振動すると説明している以上は、
A-III で音叉の同位相振動モードを前提にして解くのは異常だろう。
そしてそれだけを正答として採点したのだから、大学側は当初は現象を
根本的に誤解していたのだ。

(2) A-I で音叉が逆位相振動モードで振動すると説明しているので、おそらく
当初大学側は壁の反射で誤解をしていたのだろう。しかしそれではあまりにも
お粗末なので、音叉の同位相振動モードを持ち出したに違いない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:08:33.58

問題作った教授が絶対誤りを認めなくて困った周囲がなんとかひねり出した理屈かな

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:14:55.36

>>220
情景を想像すると笑えるw

音叉の振動では基本モード以外はすぐに減衰する。だからこそ楽器のチューニングに利用される。
http://crd.ndl.go.jp/reference/modules/d3ndlcrdentry/index.php?page=ref_view&;id=1000191415

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:28:51.98

A-I 〜A-III 共通の事項として、Aの冒頭に音叉の振動数が500Hzと記されている。
音叉はモードが異なれば振動数が異なる。従ってA-I と A-III ではモードが同じで
なければならない。従って 2d=(n-1/2)λは誤り。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:30:34.61

いやいや、
A-I の音叉は基本モードで 500Hz
A-III の音叉は変態モードで 500Hz
別々の音叉だったのです。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:35:23.29

問題文にはこうある。

使用する音叉は，振動数500Hzの音を，必要なだか長い時間にわたって発し
続けるとする。

やっぱ基音だよなあ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:37:01.02

× 必要なだか
○ 必要なだけ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 10:57:08.41

【SuperFree】　相模原<丶｀∀´>座間　国会議員<丶｀∀´>150名　早慶<丶｀∀´>枠
http://rosie.5ch.net/test/read.cgi/liveplus/1515742479/l50

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 12:05:09.78

合格者を不合格にできないけど、それは表立って言えないから捻り出された理屈じゃない？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 12:19:43.44

>>227
いや、いま出ている理屈でも、不合格者になるはずの合格者がいるわけだし。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 12:57:56.49

阪大の追加の説明
論点が反射の具合ではなく
音叉から出る音が壁に向かうものとマイクに向かうもので同じか違うか
になってる。
すると音叉を９０度ひねると状況かわるわけで点音源とみなすという前提と整合とれるのか。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:10:24.17

本当に当初の題意が　同位相振動モード　だったのか？
それとも
>>219
のいうように　誤り指摘されたために　ひねりだしたコジツケか。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:23:57.75

＞音叉を９０度ひねると状況かわる
妄想はほどほどに
音叉で実際すればマイク方向の音は非常に小さくなり反射波の実験自体が怪しくなる
そもそも実際の壁の距離で反射波がマイクに到達するまで逆二乗で小さくなってる。

試験問題の設定では音叉は点音源一次元としなければ試験時間に回答などできない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:29:08.05

>>230
そうなんでしょ。ただ、理由は219がいうような「お粗末だから」ではない。

それまでの解答を不正解にすると、合格ラインが下がり、逆転合格者が
さらに増えることになる。それをふせぐために両方正解にし、３０名で抑えた
というのが真相だろう。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:33:08.07

これは来年の受験生にとって、ある意味で朗報と言えるかもしれない。
来年のセンターや各大学２次試験では、音叉どころか波動が絡む問題は出題されないよ。ほぼ間違いなく。
出題側の心理として、そっちは鬼門だし念のため避けようってなるに決まってるもん。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:45:41.27

>>233
なら今年の理系の合格者は不作ということか

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:53:09.38

摩擦運動とか静電気などの古臭い問題が出来ても意味無いだろ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 13:57:41.75

>>234
今年の合格者がどうとかは知らないよ。
来年の受験に関しては、波動関連は完全に捨てるという戦略が取れるということです。
そういったその場しのぎが嫌いな人もいるだろうけど、受験にかけられる労力は有限ですからね。
どうせ高校の物理なんて元々いい加減なんです、大学できっちり学び直せばばいいでしょう。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 14:15:06.10

>>233
いや、逆に東大とかは逆手にとって出してきそうな気もする

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 17:09:22.76

自信のない大学は音の反射や干渉問題は避けるだろうけど、自信があるとことか嫌味な大学は出すだろうと予想

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 18:15:56.99

素直に間違いましたと言えよ。
音叉を知らない奴が無理して音叉を出題したんだろ。

区間長が半波長のn倍、すなわちd=λ/2・nで
音叉右側の波と反射波はぴったり重なるという考え方以外に正当はないわ。

メチャクチャなもの発表して恥を知れ無能ども。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 18:35:29.84

あと、音叉の右側と左側が
同じ方向に振動するという実験動画をアップしてみろよ。

出来たとしても
前問と不整合なので弁明は通らないが、動画出せないなら更なる恥の上塗りだぞ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 18:55:53.63

音叉のＵ字型の密度分布から叩いても重心が殆ど動かず損失が小さい逆運動の振動が持続する。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 19:50:59.75

>>239
半波長？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 20:42:51.74

結局　変位か粗密か　どっちでアプローチするかはともかく

壁での反射のしかたについては

複数の答えになる　マギレはない　ということか。。。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 20:57:44.48

>>242
わざわざ正弦波の合成式を使う必要なんかない。

音叉右側の波と反射波が
マイクへの進行波としてぴったりと重なり合うには
２つの波が一筆書きで１つの正弦波として書ければいいんだよ。

そのためには「区間長が半波長のn倍、すなわちd=λ/2・n」
であれば２つの波がｄだけ離れてても連続な正弦波として一筆書きできて
そのまま音叉のところでぴったり重なって振幅は倍増することになる。
もちろん反射波は音の固定端反射であり、壁の中に存在して出てくると仮想。
これと音叉右側の波が一筆書きできるかどうか。

この問題解くのに正弦波の式使ってるヤツは
数式いじりの物理知らずでセンスないわ。

簡単な図だけで解答できる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 21:29:38.39

矢印は４つある波の進行方向である（音叉右進行波、音叉左進行波、反射波、音叉右進行波＋反射波）。
また、凸と凹は半波長を表す。

　　　凸凹→ 壁 ←凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク
　　　
　　　凹凸→ 壁 ←凹凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク

　　　凸凹→ 壁 ←凸凹凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク

よって壁と音叉の間ｄに凸か凹が整数個あれば
音叉右側の波と反射波が
ｄの間隔も含めて一筆書きで１つの正弦波として書けて
音叉にて合体倍増する。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 21:38:44.32

音叉の同位相モード（両腕が同時に右、左と動く）
って

音叉を普通にたたいたり　振ったりしても
できそうではないな。

上手いやり方でそんな鳴らし方できるのかな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 22:48:25.80

力学的にどうなのか。

一本の金属棒で考えてみる。
手で持って端っこをハンマーで叩く。
棒はしなって振動するが、同時に手には反作用の力やトルクがかかって
手も振動する。
のこぎりをぶよよよ～んと振動させた場合のアレだ。

音叉も同じだろう。
２つの棒が同じ方向に振動すれば、その反作用を手が受けるだろう。

逆に言えば、普通の音叉は２つの棒が逆方向に振動するから
手が受ける振動はほとんど抑えられているとも言えるのではないか。

もっとも、最初に叩くときには手も必ず音叉から衝撃を受ける。
その手が受ける衝撃や振動が叩いていない側の音叉の棒に移って、
やがては音叉の２つの棒が逆相になって落ち着くのではないのだろうか。
手が支えるとはそういうことなのではないか。別に手でなくてもかまわない。

宇宙空間で固定せずに音叉の片側にだけ衝撃を与えた場合、
どういう振動になるのかも合わせて明確に解答する義務があると思うのだが
どうかね？、そこの出題者君。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 22:51:51.70

センター試験の地理で、
「ムーミンはフィンランド人がスウェーデン語で書いてるファンタジーなのにフィンランドなの？」
「小さなバイキングビッケはスウェーデン人がスウェーデン語で書いてるのにノルウェーの話なの？」
で揉めてるね。

知識では解けない問題を作ろうとすると、こういうおかしなことになってくる。

明日の物理はどうなることやら。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 22:52:42.39

よく入試物理がわかる程度でそんなに居丈高になれるのか疑問だ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 22:56:30.33

ビッケもムーミンもリアルで見てた世代だが、
その問題は分からなかったな。

文系は入試はおろか
大学もすべて全廃すべきだろう。

バカバカしいにもほどがあるし、税金の無駄そのものだよ。
こんなくだらん問題出して、今の大学ってアタマおかしいヤツばっかだと驚愕するわ。

どんだけレベル下がってんだよ。
おそろしいわ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 23:07:32.56

一つ提案しといてやろう。

もう今の大学はレベルが低い連中ばっかで
若いのも減っていくからますますレベルが下がっていくのに決まっておる。

このままでは今回のような恥ずかしい間違いやアホ丸出しのビッケムーミン問題とか
平気でどんどん出してしまうだろ。

だからな、
間違ってもいいように解答が連鎖波及するような問題はもう出すな。

１問１答の問題をたくさん出せばいいんだよ。
間違っていてもその１問だけで済むだろ。

ああ、ビッケムーミンは１問１答だったのか？
どうでもいいわしょーもない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 23:10:31.04

人でないムーミンたち
が何語にしろ人語を使っていたのか？
アニメの中では人語を使用しているが、
それはそうしないと視聴者にはわからないからの
サービス。
実際のところはどんな言葉をつかっていたか不明。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 23:14:47.53

これ、入試問題にいいんじゃないのか。
文系のくだらん試験問題に最適だろ？
間違いを探して修正せよ。

＞よく入試物理がわかる程度でそんなに居丈高になれるのか疑問だ

（誤）疑問
（正）不思議

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 23:20:55.32

ここでムーミンの話している奴キモいわ、オェ～

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/13(土) 23:24:56.84

ということで、
今回の問題は２つの半波長を凸と凹で表すと（もちろん凸凹で１の正弦波）

凸凹凸凹凸凹凸凹凸凹・・・

というように反射波と音叉右側の波が
一つの連続した正弦波として存在できる間隔ｄならば
マイクへの合成波は音叉の箇所で倍増合体して最大になるって問題だったわけだな。

まあ
あとは頑張れよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 00:06:21.23

【阪大入試ミス】入試ミスの阪大、音叉の振動はＡとＢのモードあるのに…
http://egg.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1515834236/

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 00:49:16.24

サッパリわからん

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 03:33:28.98

>>244
半波長のn倍って答は改めて出された阪大の正答にはないんだが…

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 09:22:34.04

>>211
そうではない
前段200スレで、ほぼ結論は出てる

阪大を擁護するつもりはないが、
(リード文に音叉は逆位相振動との
記載があるのに)
音叉の同位相振動モードの話を
ムリヤリ探して持ち出してきて、
うまく辻褄合わせをした感じかな

それで良いと思う

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 10:33:38.15

問２以降は、疎密波の点源があるってことだけを前提とした問題の
つもりで作ったんでしょうね（したがって、問１の逆位相振動と整合してる）

リード文には出てこない同位相振動を前提にしてるんだから、「阪大の模範
解答」は間違いなく誤答でしょうね。うまくこじつけたと言もいえるけど、
さすがに無理矢理すぎる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 10:35:24.19

実際は
「壁は動かないから固定端。固定端だから位相反転」
という安直な誤解が出題ミスの原因。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 10:45:34.88

まあ、それ自体は正しいんだけど、気柱の共鳴問題とは違って、
この場合、音源の位置は固定端に対応してなきゃならんという
ことに理解が及んでなかったんだろうな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 10:56:44.25

>>261
1次要因はその通りかな

2次要因としては、
・気柱の共鳴(定在波)の問題
・1次元音波の干渉(進行波)の問題
の区別がついてなかったのでは？

大学の先生なのに笑

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 11:05:00.10

自己レス
それ自体は正しいってのは＞「壁は動かないから固定端。固定端だから位相反転」
ていうことね。これは誤解ではない。疎密波に対して位相反転だと考えたのなら
それは誤解だけど、変位波としては間違ってない。

ただ、音源の位置は出て行った変位波が同位相で戻ってくる地点（定在波の固定
端となる節に対応）でなきゃいけないが、気柱共鳴の開口端は変位波が逆位相で
戻ってくるところ（定在波の腹）。まあ、変位波で考えるから混乱するのよね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 11:29:05.16

>>208
解説で問-1は記載して
問A-2を省略してるのも
うまく辻褄を合わすせる
テクニックとしては上手だよね

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 16:40:01.08

音叉の左右非対称振動モードを持ち出すくらいなら、いっそのこと紙面垂直方向にしてしまえばいい。向きについて何も書かれてないし。
紙面内では圧力振幅が発生しないのだから（左右から波が出てこない。磁力線っぽく考えて紙面に垂直方向に変位のみあるということになる。
壁での反射もないんじゃないか？）、経路差によって「音の強さが周期的に変動した。」のは気のせいだよきっと。
ある意味において経路差を変えても同じ音圧＝どこをとっても最大って無理やり解釈して、解答欄に何か書けば正解だよ。
なげやりだよ。なげやり振動モードだよ。

まるで校舎裏の壁際で追加合格者が出題者の首根っこを掴んで激しく揺さぶってる姿だ。
「1年という人生の経路差でどうやったら強め合うんだ。」という怨嗟の音が聞こえる。

（色々振動モードはあるけれども、持ち手を固定すると問１の答え以外のモードは減衰が速い。叩いた直後なら恐らく観測できる。
まぁ重心近くの持ち手を糸で吊るせば持続時間は伸びるし、無重力空間で固定しないなら申し分ない。実際、多原子分子は色々なモードで振動する。
でも、音叉がなんであの形なのかと考えるとセンスないね。）

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 17:20:57.76

>半波長のn倍って答は改めて出された阪大の正答にはないんだが…

d=λ/2・nを変形できないのかよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 17:50:30.76

なんか数学的に捉えてるバカな考え方ばっかだが、
正解は単純にd=λ/2・nだからな。

阪大やお前らの2d=λnは、簡単な事象をややこしく三角関数の位相で数学的に処理してるから
そうなるんであって、物理的な事象としては中学生レベルで理解できる両辺２で割ったd=λ/2・nなんだよ。

「音叉右側の波」と「反射波」が音叉にてぴったり重なる（同位相だな）には
ｄも含めてそれらが一つながりの連続的な正弦波になっていればいいってこと。

そうすれば時間的にその連続する正弦波が形を保ったまま音叉方向へ進行し、
音叉にて「音叉右側の波」と「反射波」が同位相で合体して２倍になるだろ。
その状態が十分時間がたったあとの定常状態だ。

だから「全体が一つながりの連続的な正弦波」になっているためには
「区間ｄが半波長の整数倍」ってことになる。固定端反射が分かっていれば
中学生で解けるレベルだってーの。三角関数の計算なんていらん。図で分かる話。

阪大もお前らも
相当レベル低いと思うわ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 17:58:46.39

＞気柱共鳴の開口端は変位波が逆位相で
＞戻ってくるところ（定在波の腹）。まあ、変位波で考えるから混乱するのよね。

変位波で考えるのが基本。
実際はどうなのかは別の話だってーの。
アホすぎて半笑いするしかないな。

おそらく
気柱の開口端では
なぜ自由端反射と考えるのか物理的に理解できてないんだろうな。

どいつもこいつもまったく。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:12:36.97

＞実際は
＞「壁は動かないから固定端。固定端だから位相反転」
＞という安直な誤解が出題ミスの原因。

は？
音波の場合はそれでいいし、
水の波の場合は自由端反射になるぞ。

縦波と横波とで壁の役割が逆になる理由を
物理的にちゃんと理解してるのかよ。

そもそも、反射波が生じる理由を説明できるんか
ここのスレの連中は。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:18:31.70

粗密波に固定端も自由端も無いですよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:19:30.47

変位波で考えるのが基本。
メクラなんか。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:20:22.80

なるほど。粗密波を理解できないわけですね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:22:52.10

今回の出題ミスは疎密波の基本的な性質を
理解していれば避けられたミス。
大学教員であっても専門外の分野は
初歩的な知識も怪しそうですね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 18:31:09.12

＞
今回の出題ミスは疎密波の基本的な性質を
理解していれば避けられたミス。
大学教員であっても専門外の分野は
初歩的な知識も怪しそうですね。
＞

さすがに縦波と横波とで壁の役割が逆になる理由も
そもそも反射波が生じる理由も説明できんお前らよりマシだろうよ。

物理の基本を知らないで
数式展開してるだけだもんな、お前ら。
単純な図解でd=λ/2・nが分からんレベルだし。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 19:30:37.47

>>267
区間長が波長のn倍だろ？
区間長の半分が半波長のn倍なら分かるが
何言ってるの？

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 20:05:40.75

変位の反射波の位相は０か＋πしかない、粗密波に変換すれば位相がπ/４変わる
変位と粗密どちらで計算しても物理現象は変わらない。

問題の空気と壁の反射では位相＋πは揺るがないから、音叉の振動モードを無理やり
追加して「正解」を広げるしかない。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/14(日) 20:15:34.85

>>245の図の１つ目
d=λ/2・nで、区間dに半波長凸が1個の場合(n=1)

凸凹→ 壁 ←凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク

この凸は、音叉左側から壁に向かう半波長凸であるが、同時に
壁に内在すると仮想できる反射波凸凹の時間が十分経ったあとでの
音叉へ向かう半波長と同一形状である。

よってd=λ/2・nならば
dを含めて音叉右側の波と反射波が「全体として一つながりの連続的なマイク方向へ進行する正弦波」
（凸凹→壁凸音叉凹凸、つまり凸凹凸凹凸の連続的な正弦波）となるから
２つの波は音叉にて同位相で合体倍増する。

いい加減
理解できればいいな？
こっちのほうが正弦波の式いじくるより圧倒的に本質的だぞ。

くっくっく

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 00:47:01.66

物理的正しさとは関係なく一度正答とし合格として入学を認め9ヶ月経過したものを不合格にはできん。むりやりのコジツケせずにそう弁明すればいいのに。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 02:16:04.29

[水の場合]

さて、この音叉を今度は水中へ半分ほど沈めて振動させてみよう。

先ほどと同じく、音叉の左右は互いに逆方向に振動するものとする。
この時、音叉の振動によって水面には通常の横波の正弦波が発生するものとし、
やはり音叉は大きさが無視できる点源とみなす。

先ほどの音波は縦波であるから、
音叉の左右の振動によって発生する空気分子の振動変位は音の伝わる進行方向と平行であるため、
発生する２つの音波は座標軸の符号により逆相で反対方向に進む正弦波であった。
この時、音叉右側の波と反射波が同相になるためにはd=λ/2・nの条件が必要であった。
以下の凸と凹は半波長λ/2を表す。
　　　
　　　n=1の場合
　　　凸凹→ 壁 ←凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク
　　　　　　
　　　n=2の場合
　　　凹凸→ 壁 ←凹凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク
　　
　　　n=3の場合
　　　凸凹→ 壁 ←凸凹凸音叉凹凸→・・・凹凸→ マイク

一方、水波は横波であり、
音叉の左右の振動によって発生する水分子の変位は進行方向と垂直であるとみなすため、
発生する２つの波は同相で反対方向に進む正弦波であるとする。
この時、音波の場合と同じく、音叉右側の波と反射波が同相になるための条件を求めて
それを図示せよ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 02:26:13.45

ああ、訂正

×　水分子の変位は
〇　水分子の振動変位は

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 07:00:29.73

ムーミンス関連スレが15ぐらいいってるな。
こっちと全然違うわ。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 18:27:19.71

そりゃ
知的レベルが天地の差違うからな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/15(月) 21:49:28.50

>>269
あんたも頭が悪いな。

変位波が高校物理での「基本」ってのは確かにそうだが、だから出題者が混乱したわけで、
疎密波（圧力波）の視点でも考えてればこういう間違いは避けられたかもしれないってこと。

疎密波で考えれば、前問のピストンは自由端とみなせるし、開口は固定端とみなせる。
だって、壁面で圧力変動はあっても、開口では外気圧と繋がって圧力一定だからね（もちろん、
壁の反射で疎密波の位相が逆転しないことも容易にわかるだろう）。
でもって、音源は疎密波の自由端になるべき（圧力変動してるから）だから、開口の位置には
対応しない。つまり、ピストンの気柱ではなく、両端が自由端の気柱での共鳴条件と同じだと
考えるべきなんだよね。したがって、気柱の長ささは半波長の整数倍となり、d=nλ/2となる。

変位波で考えるなら、音源からy軸の正負の方向に出る変位波は逆位相になってることに気づか
ないといけない。したがって、音源での変位はプラスマイナス０、つまり固定端と同じ！よって、
固定端ー固定端の気柱の共鳴条件と同じで、d=nλ/2とすればよい。共鳴条件って表現が嫌なら
こう考えればいい。つまり、ある時刻に音源を出た進行波の位相は壁で反射して反転するから、
音源に戻ってきたときの位相は、まさに出発時に音源から反対方向に出た波と同じ位相のはず。
したがって、往復にかかる時間が周期の整数倍になってれば（つまり、往復距離が波長の整数倍
ならば）、反射波と壁の反対方向へ出る波とは位相が一致して強く重なる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 16:20:18.84

もう阪大は箝口令を敷くのを止めて
携わった教官1人1人に正直な告白をしてもらってはどうだろうか

もちろん正直に答えない人も出てくるだろうが、複数の告白を
比較すれば、誰が正直で誰が不正直かは一目瞭然になるはず。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 16:29:00.54

だーかーらー
高校物理では、音波は定量的には空気分子の「変位波」として扱っているってーの。
しかも変位波と疎密波で扱い上の区別はしていない。

よって、この場合の音の強さとは疎密の大きさではなく、変位波の振幅に決まっている。
実際に音が聞こえる大きさ（音圧）は疎密に従い、変位波の振幅ではないとか
そういう類の話をしてるのではない。

ゆえに答えは１つしかないんだよ。
複数正解にしたのは苦し紛れにすぎんわな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 16:37:06.43

変位波って何

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 22:56:35.86

>>286
あんた誰に向かって言ってんの？
トンチンカンな奴だなｗ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 23:07:26.80

>>287
媒質の標準位置からのズレ（＝変位）が伝搬する波でしょ。
音波の場合、空気塊が進行方向と平行な向きに前後すると考える。
すると、変位がゼロになる場所で密度が最大（密）か最小（疎）の
いずれかになる。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 23:37:14.53

>>289
変位波なんて言葉普通使わないよ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/16(火) 23:48:17.33

割とマジでキクマコが絡んでる気がするんだよなあ

Twitter見る限りあいつ一日中いるから仕事してる様子もないけど

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 07:02:25.57

>>286
阪大もここも、そんなことはすでに論点にしていない。
阪大のHP見てみな。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 11:03:40.01

>>290
確かにあまり聞かない言葉だけど、音波の説明のところではまま出てくるようだ。
圧力波（密度波）と考えるか、変位波と考えるかという対比で。自明な言葉だから
いいんじゃない？
検索してみると、地震学でも変位波という言葉を使うみたいね。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 15:35:14.71

アホ大と雑魚どもが必至で笑える

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 21:48:50.04

「必至」には笑えるｗ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 21:49:15.99

>>286
高校物理では変位波しか習わないから
答えは1つしかないって論理は間違ってます。

変位波で考えても粗密波で考えても、この問題の答えは1つです。

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/17(水) 23:57:29.14

疎密波に触れてる解答がおかしいって話が分からない馬鹿

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/18(木) 00:50:55.99

↑
まともな日本語も書けないバカ

**ご冗談でしょう？名無しさん** · 2018/01/18(木) 03:51:30.09

媒質のふるまいが音波の本質である以上、変位波の概念は重要。
しかし、「ブラウン運動」する気体を媒質にもつ音波を定量的に扱うには、
疎密波（確率波）の概念を用いるほかない。
電波伝搬論で高周波ノイズを無視する実効波長のイメージ。