問4 上の文中の カ ， キ にあてはまる語句と数値の組合せとして正しいものはど…

図1 は，気柱の共鳴実験の装置である。長いガラス管の左側の管口の近くに発振器をつないだ スピーカーを置き，ガラス管の右側からピストンを差し込む。ピストンの位置やスピーカーから 出る音の振動数を変えて，ガラス管内の空気を共鳴させる。下の文は，共鳴実験を行う生徒たち と先生の会話である。問1 ～問6 に答えよ。 ガラス管 ピストン 発振器 スピーカー 図1 生徒Ａ：先生，この装置で気柱の共鳴が起こる理由を説明していただけませんか。 先生　：ピストン側では，空気の分子が自由に振動できず，音波は ア 端による反射になり ます。スピーカー側では，空気の分子が自由に振動でき，音波は イ 端による反射 になります。このため，気柱の長さを変えて管内に ウ が生じると，音が大きくな ります。この現象が共鳴です。管内に ウ が生じているとき，ピストン側には節が， スピーカー側には腹が生じています。 先生 ：では，実験してみましょう。ピストンの位置を管口から11 cm に固定し，スピーカー から出る音の振動数を少しずつ大きくしていきましょう。 生徒Ｂ：音が大きくなりました。発振器は684 Hz を示しています。 先生 ：これが基本振動です。 生徒Ａ：気温から音速は342 m/s ですから，波長は エ cm になりますね。 先生 ：ピストンの管口からの長さは11 cm でしたね。このとき，節から腹までの長さとピス トンから管口までの長さを比較すると，腹は管口の少し外側にあることがわかっていま す。管口から管の外の腹までの長さは開口端補正と呼ばれています。管口付近の波形を 図で示すと，図2 のようになります。 生徒Ａ：管の長さと波長から計算すると，開口端補正は オ cm ですね。 ガラス管 ピストン 腹 管口 図2 説明の通りになる事がわかりました。このときの管内の空 気に節と腹ができているのを確認することはできませんか。 先生 ：図1 のピストンには，図3 のようにピストンと独立して動く 小さなマイクがついていて，ピストンを動かさずにマイク の位置だけを変える事ができます。共鳴しているとき，管 内の場所によって音の大きさが変わることを確認できます。 生徒Ａ：そのマイクを使えば，図2 の腹ができている管口付近では 空気の振動が大きいので音が大きく，節ができているピストン付近の空気は振動しない ので，音が小さくなることが確認できるのですね。 先生 ：それでは実験で確かめましょう。 A さんとB さんは実験を行い，縦軸に音の大き さを，横軸にマイクの位置を取り，破線をピストン の位置としてグラフを描くと図4 のようになり，A さんの予想とは異なるものになった。 生徒Ａ：おかしいなあ。図4 のグラフでは，節と腹 の音の大きさが，予想とは逆になっている。 先生 ：A さんの予想とは逆の結果がでましたね。 このマイクで調べると図4 のように密度変化の大きい カ の位置で音は大きくなり ます。実は人の耳もこのマイクと同じ性質であることがわかっています。ピストンの位 置を変えずに，振動数を変えてさらに調べてみませんか。この装置は片方がピストンで 閉じられた閉管なので，振動数を大きくすると次に共鳴するのは キ 倍振動の 2052 Hz です。この場合のグラフも描きましょう。

問4　上の文中の カ ， キ にあてはまる語句と数値の組合せとして正しいものはどれ か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。