問3 図のような気柱共鳴実験装置を用いて，音波について調べる実験を行った。まず，…
問1 ～問3 に答えよ。
問3 図のような気柱共鳴実験装置を用いて，音波について調べる実験を行った。まず，おんさ をたたき棒で軽くたたき，ガラス管の管口近くに持っていき，おんさを鳴らしたまま，水だ めをゆっくりと下げていく。最初の共鳴点をみつけ，管口から水面までの距離l1 を測定す る。さらに水面を下げて，第2 の共鳴点をみつけ，管口から水面までの距離l2 を測定する。 このときの音波の波長として正しいものはどれか。下の1 ～4 のうちから一つ選べ。
おんさ 水だめ ガラス管 l1 最初の共鳴点 l2 第2 の共鳴点
- 1 l1 + l22つの距離を足しても、波長との関係にはなりません。
- 2 l2 - l1差は半波長にあたります。波長はこの2倍です。
- 3 2（l1 + l2）和を2倍しても波長にはなりません。
- 4 2（l2 - l1）差が半波長なので、その2倍が波長になります。
解説
正解は4です。気柱共鳴では、最初の共鳴と第2の共鳴の間で、水面が半波長ぶん下がります。したがって、l2からl1を引いた長さが半波長にあたり、波長はその2倍になります。管口の位置と定常波の腹の位置は少しずれる（開口端補正）ため、管口からの距離そのものを使うと誤差が出ます。差をとる方法なら、この補正を打ち消せます。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00003.htm）を加工して作成