問題：波の振幅とは何か説明しなさい。

解答例：媒質のつり合いの位置からの最大のずれである。

解説：波の大きさを表します。

問題：波長とは何か説明しなさい。

解答例：山から次の山、または同じ振動状態の点どうしの距離である。

解説：空間的な周期です。

問題：周期と振動数の関係を式で書きなさい。

解答例：f=1/T。

解説：1秒間の振動回数が振動数、1回の振動にかかる時間が周期です。

問題：波の速さを、波長と振動数で表しなさい。

解答例：v=fλ。

解説：1秒間に進む波の山の数がf個、1個分がλです。

問題：横波と縦波の違いを説明しなさい。

解答例：横波は振動方向が進行方向に垂直、縦波は振動方向が進行方向に平行である。

解説：ばねの疎密波は縦波です。

問題：反射波で固定端反射と自由端反射の違いを説明しなさい。

解答例：固定端では上下が反転し、自由端では反転しない。

解説：端の条件によって反射の位相が変わります。

問題：定常波とは何か説明しなさい。

解答例：同じ振幅・波長・速さの波が逆向きに重なり、節と腹が動かないように見える波である。

解説：弦や気柱で現れます。

問題：節と腹の違いを説明しなさい。

解答例：節は振幅が常に0の点、腹は振幅が最大になる点である。

解説：定常波の特徴です。

問題：音の高さ、大きさ、音色は波のどの量に関係するか。

解答例：高さは振動数、大きさは振幅、音色は波形に関係する。

解説：音の3要素です。

問題：うなりが生じる条件を説明しなさい。

解答例：振動数が少しだけ異なる2つの音が重なるとき生じる。

解説：強め合いと弱め合いが周期的に変化します。

問題：波長0.80m、振動数5.0Hzの波の速さを求めなさい。

解答例：4.0m/s。

解説：v=fλ=5.0×0.80=4.0m/sです。

問題：周期0.25秒の波の振動数を求めなさい。

解答例：4.0Hz。

解説：f=1/T=1/0.25=4.0Hzです。

問題：速さ340m/sの音で、振動数170Hzの波長を求めなさい。

解答例：2.0m。

解説：λ=v/f=340/170=2.0mです。

問題：弦の長さ0.60mに基本振動ができた。両端固定なら波長を求めなさい。

解答例：1.2m。

解説：基本振動では弦の長さが半波長なのでλ=2L=1.2mです。

問題：両端固定の弦で2倍振動の波長を、弦の長さLで表しなさい。

解答例：L。

解説：2倍振動では弦の長さに1波長が入ります。

問題：一端閉管の基本振動で、管の長さLと波長の関係を答えなさい。

解答例：λ=4L。

解説：閉端が節、開端が腹になり、管の長さは1/4波長です。

問題：長さ0.85mの一端閉管の基本振動数を求めなさい。音速を340m/sとする。

解答例：100Hz。

解説：λ=4L=3.4m、f=v/λ=340/3.4=100Hzです。

問題：振動数256Hzと260Hzの音を同時に鳴らしたときのうなりの回数を求めなさい。

解答例：4回/秒。

解説：うなりの振動数は差の絶対値で260-256=4Hzです。

問題：水面波が浅い場所へ進むと波長が短くなる理由を説明しなさい。

解答例：浅い場所では波の速さが小さくなり、振動数は変わらないため波長が短くなる。

解説：v=fλで考えます。

問題：波が境界を越えても振動数が変わらない理由を説明しなさい。

解答例：波源の振動の回数が境界後の波にもそのまま伝わるから。

解説：変わるのは速さと波長です。

問題：固定端反射で山が谷として返ることを位相の言葉で説明しなさい。

解答例：反射により位相がπだけずれるため山が谷になる。

解説：半周期分のずれに相当します。

問題：自由端反射で山が山として返る理由を説明しなさい。

解答例：端が自由に動けるため、反射で位相が反転しないから。

解説：固定端との対比が重要です。

問題：定常波でエネルギーが一方向へ運ばれていないように見える理由を説明しなさい。

解答例：同じ大きさの波が逆向きに進み、エネルギーの流れが平均的に打ち消し合うから。

解説：進行波の重ね合わせです。

問題：弦の基本振動数が張力を大きくすると高くなる理由を説明しなさい。

解答例：張力が大きいほど波の速さが大きくなり、同じ波長で振動数が大きくなるから。

解説：f=v/λです。

問題：開管と閉管で出る倍音の違いを説明しなさい。

解答例：開管は整数倍の倍音が出るが、閉管は基本振動の奇数倍の振動が主に出る。

解説：端の腹・節の条件が異なります。

問題：音が空気中を伝わる仕組みを縦波として説明しなさい。

解答例：空気の密な部分と疎な部分が次々に伝わることで音が進む。

解説：空気そのものが遠くへ流れるわけではありません。

問題：音源が近づくと音が高く聞こえる理由を説明しなさい。

解答例：観測者に届く波面の間隔が短くなり、受け取る振動数が大きくなるから。

解説：ドップラー効果です。

問題：波の干渉で強め合う条件を経路差で説明しなさい。

解答例：経路差が波長の整数倍のとき強め合う。

解説：同位相で重なるためです。

問題：波の干渉で弱め合う条件を経路差で説明しなさい。

解答例：経路差が半波長の奇数倍のとき弱め合う。

解説：逆位相で重なるためです。

問題：回折とは何か説明しなさい。

解答例：波が障害物の端やすき間を通った後、回り込んで広がる現象である。

解説：波長が大きいほど目立ちます。

問題：波源AとBから同位相の水面波が出る。ある点の経路差が1.5λなら強め合うか弱め合うか説明しなさい。

解答例：弱め合う。

解説：1.5λ=3λ/2で半波長の奇数倍だからです。

問題：弦の長さ1.0m、波の速さ80m/sの両端固定弦の基本振動数を求めなさい。

解答例：40Hz。

解説：基本波長は2.0mなのでf=80/2.0=40Hzです。

問題：両端固定弦の3倍振動で、弦の長さLに含まれる半波長の数を答えなさい。

解答例：3個。

解説：n倍振動では半波長がn個入ります。

問題：閉管の第3共鳴が基本振動の何倍の振動数か答えなさい。

解答例：5倍。

解説：閉管は1倍、3倍、5倍…の奇数倍で共鳴します。

問題：開管の第2倍音が基本振動の何倍か答えなさい。

解答例：3倍。

解説：第1倍音は2倍、第2倍音は3倍です。

問題：水面波の干渉で節線ができる理由を説明しなさい。

解答例：2つの波が常に逆位相で重なり、振幅が小さくなる点が連なってできるから。

解説：経路差が半波長の奇数倍の場所です。

問題：うなりの周期が0.25秒のとき、2音の振動数差を求めなさい。

解答例：4Hz。

解説：うなりの振動数は1/0.25=4Hzで、これは振動数差に等しいです。

問題：音速が温度によって変わると管楽器の音程が変化する理由を説明しなさい。

解答例：管内の波長条件はほぼ同じでも、音速が変わるとf=v/λにより振動数が変わるから。

解説：温度が高いと音速は大きくなります。

問題：ドップラー効果で救急車が通り過ぎた直後に音が低くなる理由を説明しなさい。

解答例：接近時は受け取る振動数が大きく、遠ざかると受け取る振動数が小さくなるから。

解説：波面の間隔の変化で説明できます。

問題：波の重ね合わせの原理を用いて、2つの波が交差後も形を保つ理由を説明しなさい。

解答例：重なっている間の変位は和になるが、通過後はそれぞれの波が元の進行を続けるから。

解説：媒質の変位が一時的に足し合わされるだけです。