💡 ヒント:クインケ管による音の干渉

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

クインケ管は、音波を 2 つの経路に分けて、再び合流させる装置です。一方の経路を引き出すと 経路差が変化し、合流点で「強めあい→弱めあい→強めあい→…」と周期的に変化します。

引き出し量を 2 倍にすると、経路差は 2×2 = 4 倍ぶん変化するわけではなく、2 倍の経路差が生じる点に注意(往復ではなく一方の経路だけ伸びる)。

✏️ 求めるもの

音の波長 \(\lambda\)。引き出し量 \(\Delta x\) を変化させたときの「最小→次の最小」の引き出し量から波長を逆算する。

🔬 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. 状態の変化を整理:「最初に小さい」→「次に小さくなる」までの引き出し量を読み取る
  2. 経路差で式を立てる:連続する 2 つの極小は経路差が \(\lambda\) ずつ変わる。引き出し量に直すと \(\lambda/2\)ずつ
  3. 波長を解く:引き出し量の差 \(\Delta x_{n+1} - \Delta x_n\) を 2 倍すれば波長になる
注意

「経路差 = 引き出し量」と勘違いしやすい。実際は経路差は引き出し量の 2 倍。一方の経路だけが伸びるが、伸びる量と縮まる量のが経路差を作るためで、引き出し量 \(\Delta x\) ぶん経路全体は \(2\Delta x\) 長くなる。