『日本語の母音は周期的複合音である』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
周期的複合音は周期音のことで、線スペクトルになる。
線スペクトルになるということは、
周波数が一定の値を取らないといけない。
母音の周波数は常に一定ではないので、周期的複合音とは言えない。
補足：
音波のグラフで考えると、
母音の基本周期は時間とともに変化する。
周波数と周期は逆数の関係なので、
どちらかが一定でなければ周期音にはならない。
音響学の基礎189 中間テスト25
『音速が340m/sのとき、800Hz純音の波長は0.425mである』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
この問題は、音速と周波数と波長の公式で求められる。
純音は音波の一種なのでそのまま代入することが可能。
c=fλ
音速＝周波数×波長
今回は波長を求めたいので、
両辺を周波数で割ると、波長＝の形になる。
λ=c/f
波長＝音速÷周波数
ここに、c=340、f=800を代入して計算する。
今回はそれぞれの単位が、
音速[m/s]、周波数[Hz]、波長[m]なので、
単位換算する必要はない。
音響学の基礎188 中間テスト24
『周期が8msの純音の周波数は125Hzである』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
純音も音波の一種なので公式で計算できる。
f=1/T
周波数＝1/周期
この公式に周期の値を代入して計算すれば良い。
この問題では、単位がms（ミリ秒）なので、
8ms=0.008sで計算する必要がある。
面倒でも間違えないように筆算で計算すること。
音響学の基礎187 中間テスト23
『500Hzの音波の周期は2msである』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
周波数と周期の公式は、
f=1/T
周波数＝1/周期
である。
周波数と周期は互いに逆数に成るので、
T=1/f
周期＝1/周波数
と書くことができる。
今回は周期を求める計算なので、
T=1/f
にf=500を代入して計算すれば良い。
周期の単位はms（ミリ秒）になっているので、
計算ミスに注意しよう。
音響学の基礎186 中間テスト22
『500Hzの音波の波長は0.5mである』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
これは周波数が与えられて波長を求める問題。
教科書を見ても周波数と波長のみの公式はない。
音速と周波数と波長の公式がある。
c=fλ
音速＝周波数×波長
先生は「お・は・し」で説明するかもしれない。
両辺を周波数fで割ると、波長λの式になる。
λ=c/f
波長＝音速÷周波数
となる。
ここで、音速が与えられてないが、
通常、340m/sの値を使う。
後は単位に気をつけながら計算しよう。
音響学の基礎185 中間テスト21
『気温が0℃の時の音速は331.5[m/s]であり、
気温が1℃上昇すると音速は0.61[m/s]早くなる』
『気温が20℃の時の音速はおよそ340[m/s]である』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
空気中の音速c[m/s]は、
気温t[℃]を用いて、
c=331.5+0.6t
と表すことができる。
0.6tは0.6×tのことだ。
これはどうしてそうなるかより公式として覚えたほうが早い。
この問題では1℃あたりの音速の早さの増加率を0.61[m/s]と書いてあるが、
一般的に用いられる0.6[m/s]をより厳密に記したものである。
公式にt=20を代入して計算しよう。
計算するときは小数点に注意すること。
補足：
空気中の音速を理論的に導出しようとすると、
ポアソンの関係式、微分、気体の状態方程式の知識が必要になる。
理系の大学生が学ぶ内容なので導出する必要はない。
公式を覚えて計算できるようになろう。
音響学の基礎184 中間テスト20
『音の強さは音のエネルギーのことである』
『音のエネルギーは音圧実効値の２乗に比例する』
この記述は◯か✕か。
ヒント：
と表すことができる。
ここで、空気の密度と音速は定数なので、
となり、音の強さは音圧（実効音圧）の値の２乗に比例する。
補足：
音の強さ：I []
音圧：P[Pa]
空気の密度：ρ[]
音速：c[m/s]
とすると、
と表される。
ρ=1.2[]
c=340[m/s]
より、ρc（ρ×c）を比例定数kで置き換えると、
となる。kは定数なので1/kも定数となり、
音の強さは音圧の２乗に比例することがわかる。
