気柱の振動について。 開口端で反射が起きているのが何故か分かりません。 開口端って、単に気柱の外部と

気柱の振動について。

開口端で反射が起きているのが何故か分かりません。

開口端って、単に気柱の外部と繋がってて同じ空気があるだけじゃないんですか？
だとしたら、反射とかせずに、そのまま気柱の内部からきた波が外部の空気に伝わってくだけだと思うのですが……。

なんか僕の勘違いしてそうなところを教えてください。m(_ _)m

No.3 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2021/08/18 09:40

No.1 です。

「お礼」に書かれたことについて。

＞そこで疑問なんですが、
＞①気柱の内部と外部では、なぜ「波が伝わりやすさ」が異なるのでしょうか？

#1 に「音響インピーダンス」と書いたものは、「特性インピーダンス」という方が正しいようです。
特性インピーダンス、波の伝わりやすさとは、実際に振動する「空気の分子」の動きやすさ、振動しやすさです。
広い空間では、空気分子が制約なしに自由に動けます。
管の中では「管の壁」が「衝突、摩擦」によって空気分子の動きを阻害します。
管の中が「硬いばね」、外の開放空間が「柔らかいばね」として、その2つをつなげて「ばねの縦波」を起こした場合のようなイメージで考えてみてください。
こんな説明サイトがありました。
↓　
http://k-hiura.cocolog-nifty.com/blog/2010/05/po …

また、こんなサイトの「音響インピーダンス」の部分も参考にしてください。
↓
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%A4%E3%83%B3 …

＞②質問とは別件ですが、気温の違う空気中だと音の進み具合が違うということも、「波の伝わりやすさ」に関する話ですか？

そういうことです。
単純ではないにしても、「空気分子の動きやすさ」が温度によって変わるということです。
温度が高い方が動きやすいと想像できますね。というか、そもそも「空気の温度」とは「空気分子の運動エネルギー」のことです。温度が高いほど、空気分子の平均速度が大きいのです。

こんなサイトを参考に。
↓
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/onnpa …

この回答へのお礼

何度もご回答ありがとうございます。

めちゃくちゃ参考になりました。m(_ _)m

お礼日時：2021/08/19 20:58

No.2 回答者： chiha2525 回答日時： 2021/08/18 06:32

開口端で反射って、どこから情報？

この回答へのお礼

教科書によると、なるみたいですよ。

お礼日時：2021/08/19 20:59

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2021/08/18 00:10

「波の伝わりやすさ」が変わります。

一種の「波が伝わるときの抵抗の大きさ」で、「音響インピーダンス」などと言います。

「抵抗が大きくなる」ときも「抵抗が小さくなる」ときも、「伝わりやすさ」が変わるので、エネルギーの一部が通過し、一部が反射します。
（閉管側はほぼすべてが反射しますが、開管側では反射は一部です）

屈折率の小さい空気中から、屈折率の大きい水の中に光が進むときに、一部は反射し、一部は屈折して水の中に入射します。
逆に、水中から空気中に出るときにも、やはり一部が反射して一部が空気中に通過します。

音波も、同様に「抵抗の大きい管の中」から「抵抗の小さい開放空間」に出るところで、一部が反射し、一部が通過するのです。

管楽器（笛の仲間の木管楽器、ラッパの仲間の金管楽器）も、「管」の中に定常波を作ることで「音程」のある音を出しますが、管の出口で「定常波」を作るための「反射」と、外に音を放射するための「通過」が適度な割合で起こっていることになります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。m(_ _)m
光の例えがものすごくわかりやすいです。(ㅅ´³`)

そこで疑問なんですが、
①気柱の内部と外部では、なぜ「波が伝わりやすさ」が異なるのでしょうか？
②質問とは別件ですが、気温の違う空気中だと音の進み具合が違うということも、「波の伝わりやすさ」に関する話ですか？

ご回答いただけると嬉しいです。

お礼日時：2021/08/18 02:00