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音波入門-音波の不思議を探る-

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講義の概要

本講義では、音波の基礎的内容について2種類の実験を通して体験的に学びます。高校の教科書では、音は空気の粒子の変位として説明されますが、圧力の変化として捉えることもできます。実際、人間の耳では圧力の変化を感じています。本講義においては、「粒子の変位」と「圧力」それぞれにおける音の表し方の違いについて学び、両者の関係を音の伝搬や反射・干渉に関する2種類の実験を通じて理解を深めます。

履修条件

高校レベルの物理(波動・音)の知識

学習の内容を見る

1. イントロダクション

  • イントロダクション

 2. 音波の発生と検出

  • 音波の発生
  • マイクロフォンの解説
  • マイクロフォンの解説(ミニ実験)

 3. 2つの実験

3.1 実験1:平面波同士の干渉

  • 実験1の説明
  • 実験1ーA(コンデンサマイク)
  • 実験1ーB(リボンマイク)
  • 実験1 まとめ

3.2 実験2:円筒波と平面波の干渉

  • 実験2の説明
  • 実験2

 4. まとめ

  • 音波のシミュレーション
  • まとめ

 5. 理解度確認テスト

  • 問題1〜3

 [解説] 音波の伝搬について

  • 音波とは:二通りの記述の仕方
  • 壁における音波の反射
  • 音波の干渉
  • [補足] 対向するスピーカーからの音波の干渉
  • テキスト(ダウンロード)

 [参考資料] 実験のオリジナル映像

  • 実験1の映像
  • 実験2の映像

講師

北野正雄 | Masao Kitano

北野 正雄・京都大学教育担当理事 | Masao Kitano

京都大学理事・副学長(教育・情報・評価担当)
工学博士
専門:電磁波工学、量子工学

1975年 京都大学工学部卒業
1977年 京都大学大学院工学研究科修士課程修了
1977年 京都大学工学部助手
1984年–1986年 プリンストン大学物理学科助手
1988年 京都大学工学部講師
1992年 京都大学工学部助教授
1996年 京都大学大学院工学研究科助教授
1999年 京都大学大学院工学研究科教授
2012年–2014年 京都大学大学院工学研究科長・工学部長
2013年–2014年 京都大学国際高等教育院長
2014年– 京都大学理事・副学長

植松 恒夫 | Tsuneo Uematsu

特別協力:植松 恒夫・京都大学名誉教授 | Tsuneo Uematsu

1947年4月 京都市生まれ
1970年3月 京都大学理学部物理学科卒業
1975年3月 京都大学大学院理学研究科博士課程修了 理学博士
1975年4月 学術振興会奨励研究員(京大理学部)
1975年8月 京都大学基礎物理学研究所助手
1982年1月 東京大学理学部助手
1987年4月 京都大学教養部助教授
1992年10月 京都大学総合人間学部助教授
1993年12月 京都大学総合人間学部教授
2003年4月 京都大学大学院理学研究科教授
2012年3月 京都大学大学院理学研究科定年退職 京都大学名誉教授
2013年4月~2018年3月 京都大学国際高等教育院特定教授
この間,1980年~1981年,ドイツ電子シンクロトロン研究所,米フェルミ国立加速器研究所に研究員として滞在.