💡 ヒント：波動（ドップラー効果と薄膜干渉）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

2 部構成の波動問題。問1 はスピーカーが反射板に近づきながら音を出すドップラー効果と「直接音 + 反射音」のうなりから音速・速度を測る。問2 はくさび形ガラスでの薄膜干渉（赤色光と紫色光の縞位置から角度・厚さを求める）。

✏️ 求めるもの

反射音の振動数、うなり振動数、音源速度の決定式、薄膜の縞間隔から角度。「反射板はいったん受けた音を新しい音源として放出」「うなり = 直接音と反射音の振動数差」「薄膜の明環条件 \(2nt = (k - \tfrac{1}{2})\lambda\)」。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 反射音の振動数：反射板を「受信者」として近づくドップラー → 「新音源」として観測者へ。実質的に \(f_0\) が \(\dfrac{v + V}{v - V}\) 倍にシフト
  2. うなり：反射音 vs 直接音の差。実験的に T 秒間で N 回うなれば \(f_{\text{beat}} = N/T\)
  3. 速度測定：うなり振動数からスピーカーの速度 \(V\) を逆算
  4. くさび形薄膜：位置 \(r\) での厚さ \(t = r\theta\)（\(\theta\) はくさびの角度）。明線位置から \(\theta\) を計算
注意

反射板は「受信」と「再放出」の2 段階で考える。観測者が音源と一緒に動いている場合、直接音と反射音の両方にドップラー効果が効くので4 通りの振動数の組み合わせを場合分けすること。