音波に関する15の議論
1. 音の反射の法則に関する正しい記述は…
A. 入射音、法線、反射音は同一平面上にあり、入射角は反射角よりも小さい。
B. 入射音、法線、反射音が一直線上にある場合、入射角は反射角と同じである。
C. 入射音、法線、反射音は同一平面上にあり、入射角は反射角と同じである。
D. 入射音、法線、反射音は同一平面上にあるが、入射角と反射角は同じではない。
討論
音と光は波であり、その特性の一つとして反射するという性質がある。反射の法則は次のように述べている。
1. 入射波、反射波、法線は同一平面上にある。
2. 入射角は反射角と同じである
正解はCです。
2. スピーカーボックスやアクティブスピーカーの内部は通常、グラスウールや発泡材で覆われています。これは、…
A. 音が大きくなる
B. 振動は発生しない
C. 共鳴は発生しない
D. 反響は発生しない
討論
グラスウールや発泡材は弾力性があるため、音波によって生じる振動を減衰させ、低減・除去する働きをします。振動が低減・除去されると、音も小さくなり、やがて消えます。減衰されない場合、音波はスピーカーの壁に反射し、反響音が発生します。反響音は元の音と同時に聞こえる反射音であり、残響音は元の音の後に聞こえる反射音です。
グラスウールは、音楽スタジオの内壁に貼ることで、防音材としても使用されます。
正解はDです。
3. 音は…を通って伝わらない。
A. 固体
B. 液体
C.ガス
D. 真空
討論
音波が伝わるには媒体が必要です。音波が伝わる媒体は、固体、液体、気体です。真空状態では音波は伝わりません。なぜなら、音波が伝わる媒体が存在しないからです。
正解はDです。
4. オーディオソニックスの周波数は...
A. 10 Hz～20 Hz
B. 20 Hz～40 Hz
C. 20 kHz ～ 40 kHz
D. 20 Hz～20 kHz
討論
可聴音波とは、人間が聞き取れる音波であり、周波数は20ヘルツから20.000ヘルツの範囲にある。
可聴音の他に、超低周波音と超音波という用語もある。
超低周波音とは、周波数が20ヘルツ未満の音波のことで、コオロギ、ヘビ、犬、サメなどの動物が聞き取ることができる音です。
超音波とは、周波数が20.000万ヘルツを超える音波のことで、コウモリなどの動物はこの音を聞くことができる。
正解はDです。
5. 次の媒体のうち、音波が最も速く伝わるのは…
A. アルミニウム
B. 空気
C. 炭素ガス
D. アルコール
討論
音波は、気体、液体、固体を問わず、物質中を伝播する縦波です。音波は媒質中を伝播するため、その速度は媒質の特性に依存します。音波の速度は、媒質の弾性率に比例し、密度に反比例します。つまり、媒質の弾性率が大きいほど音波の速度は速くなり、媒質の密度が低いほど音波の速度は速くなります。
物体の密度を大きい順に並べると、アルミニウム（固体）、アルコール（液体）、二酸化炭素（気体）、空気（気体）となります。空気は密度が最も小さいため、空気中の音波の伝播速度は速くなります。
正解はBです。
6. 一定の周波数を持つ音は、何と呼ばれますか？
A. ため息
B. dentum
C. トーン
D.エコー
討論
一定の周波数を持つ音は、音色と呼ばれます。
正解はCです。
7. トノは高い崖の前で大声で叫んだ。数秒後、彼の声が反響した反響音が聞こえた。トノが反響音と彼の叫び声の間の時間間隔を記録し、その時点での空気中の音速を知っていれば、反響音を使って…を判断できる。
A. 海抜からの崖の高さ
B. トノが叫んだ場所から崖までの距離
C. トノが向かっている崖の壁のエリア
D. 崖周辺の湿度
討論
音や雑音はすべて空気中を伝わるため、音速は空気の速度と同じです。反響音と叫び声の間の時間間隔が分かれば、トノが叫んだ場所から崖まで音が伝わる時間間隔（t）が分かります。空気中の音速（v）が分かれば、音速（v）が分かります。したがって、速度（v）＝距離（s）／時間（t）の式を用いると、崖とトノが叫んだ場所の間の距離が分かります。
正解はBです。
8. 次の記述に注意してください！
1. 海の深さを測る
2. 音の周波数を上げる
3. 2つの場所間の距離を測定する
4. 音の振幅を大きくする
反射音の利点は、次の文で説明できます。
A. 1と2
B. 1と3
C. 2と3
D. 3と4
討論
空気中の音速（v）が分かっている場合、音と反射音の時間間隔（t）を知ることで、2地点間の距離（s）を計算することができます。例えば、海面と海底（水深）の間の距離などが計算できます。
正解はBです。
9. 
写真を見てください！このアクティビティでは、アリはアニの声を聞くことができます。なぜなら…
A. 音は真空中を伝わる
B. 音は糸を通して伝わる
C. 音は空気中を伝わらない
D. 周波数が20Hz未満
討論
アリはアニの声を聞くことができる。なぜなら、音は糸を通して伝わるからだ。
正解はBです。
10. 密閉されたガラスシリンダーの中で電気ベルを鳴らします。次に、シリンダー内の空気を徐々に抜き取り、完全に空にします。ベルの音はどんどん弱くなり、最終的には全く聞こえなくなります。これはなぜでしょうか？
A. 音は伝播するために媒体を必要とする
B. 音はガラス素材によって減衰される
C. 音はガラスを通して伝わる
D. ベルの音の周波数は20Hz未満です
討論
音は、ある場所から別の場所へ伝わるために媒体を必要とする。音が伝わる媒体としては、固体、液体、気体などが挙げられる。
空気が完全に抜き取られると、密閉されたシリンダー内には空気がなくなります。空気がなければ、音源である電気ベルが入った密閉シリンダーから音が外に伝わることはありません。
正解はAです。
11. 音波を海に発射し、5秒後に反射音を受信した。海中の音速が1500m/sである場合、測定された海の深さは…
A. 7.500メートル
B. 3.750メートル
C. 300メートル
D. 150 m
討論
以下のことが知られています。
往復時間 = 5秒
行きと帰りの時間間隔 (t) = 5 / 2 = 2,5秒
海中の音速 (v) = 1500 m/s
質問：測定された海の深さは
ジャワブ：
速度または距離の計算式：
v = s / t または s = vt
海の深さは：
s = vt = (1500 m/s)(2,5 s) = 3750 メートル
正解はBです。
12. 音源が2.500 m/sの速度で伝わる。周波数が500ヘルツの場合、音の波長は...
A. 0,2メートル
B. 5メートル
C. 100メートル
D. 500メートル
討論
以下のことが知られています。
音源の速度 (v) = 2500 m/s
音の周波数（f）＝500ヘルツ
質問：音の波長（λ）
ジャワブ：
波の伝播速度の公式：
v = f λ
2500 = (500)(λ)
λ = 2500 / 500
λ = 5メートル
正解はBです。
13. 誰かが崖の近くでゴングを叩きます。1,2秒後、音が跳ね返って聞こえます。空気中の音速が340m/sの場合、崖とゴングを叩いた人の間の距離は…です。
A. 170メートル
B. 204メートル
C. 340メートル
D. 408 m
討論
以下のことが知られています。
ゴングを叩く人から崖まで音が伝わり、再びゴングを叩く人に音が戻ってくるまでの時間間隔（t）は1,2秒です。
ゴングを叩く人から崖まで音が伝わる時間間隔（t）＝ ½（1,2秒）＝ 0,6秒
空気中の音速 (v) = 340 m/s
質問：崖とゴングを叩く人の距離
ジャワブ：
音速の公式：
v = s / t または
s = vt
式の説明：v = 音速、s = 移動距離、t = 移動時間
崖とゴングを叩く人の距離は次のとおりです。
s = vt
s = (340 m/s)(0,6 s)
s = 204メートル
正解はBです。
14. ある学生が850メートル離れた崖の近くに立ち、叫び声をあげた。その叫び声の反射音が5秒後に聞こえた。空気中の音速は…
A. 350 m/s
B. 340 m/s
C. 335 m/s
D. 330 m/s
討論
以下のことが知られています。
学生と崖との距離（秒）＝850メートル
音が学生から崖まで伝わり、再び学生に戻ってくるまでの時間間隔（t）＝5秒
音が学生から崖まで伝わる時間間隔（t）＝ ½（5秒）＝ 2,5秒
質問：空気中の音速
ジャワブ：
空気中の音速：
v = s / t
v = 850メートル / 2,5秒
v = 340 m / s
正解はBです。
15. 船が海底に音波を発信します。2秒後、音波は海底で反射されます。海水中の音速が1400m/sの場合、その場所の海の深さは…です。
A. 700メートル
B. 1.050メートル
C. 1.400メートル
D. 1.800メートル
討論
以下のことが知られています。
海水中の音速（v）＝1400m/s
音が船から海底まで伝わり、再び船に戻ってくるまでの時間間隔（t）＝2秒
船から海底まで音が伝わる時間間隔(t) = ½ (2秒) = 1秒
質問：空気中の音速
ジャワブ：
海深、または船から海底までの距離：
s = vt
s = (1400 m/s)(1 s)
s = 1400メートル
正解はCです。
質問元:
中学校／イスラム系中学校の理科全国統一試験問題
