💡 ヒント:クインケ管の干渉

📋 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(管A:固定、管B:可動)に分け、合流地点で再び合わせる装置です。可動管Bを引き出すと、Bを通る音だけ余計に往復するため、AとBの間に経路差が生じます。

2つの波の山と谷がそろう(経路差 = 0, λ, 2λ, …)と強め合い、山と谷がぶつかる(経路差 = λ/2, 3λ/2, …)と弱め合いになります。

✏️ 求めるもの

管Bを \(\Delta L\) 引き出したときに初めて音が最小(弱め合い)になった。このとき音波の波長 \(\lambda\) は \(\Delta L\) を使ってどう表されるか。

🔬 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. 引き出し量と経路差を区別:「引き出した距離 \(\Delta L\)」≠「経路差」。経路差は2倍
  2. 弱め合いの式を立てる:\(2\Delta L = \dfrac{\lambda}{2}\)
  3. 波長について解く:両辺を変形して \(\lambda\) を \(\Delta L\) で表す
注意

「管を \(\Delta L\) 引き出した」のと「経路差が \(\Delta L\)」とは別物。U字型の往復があるため経路差は引き出し量の2倍。\(\lambda = 2\Delta L\) と書くと半分になってしまうので注意。