「昨年の京大入試における物理の問題に疑義」記事へのコメント

阪大のミスと違って、こっちは"固定端反射"という言葉以外は問題なさそうなんだけど

[Anonymous Coward]

吉田弘幸氏の指摘は、
1.位相分布が不明。
2.音波が強め合うとは「変位波」としてか「密度波」としてか。
3.反射点と運転者,音源の位置関係が不明で、進行波を観測するか定在波を観測するか決定できない
というもののようですが、
1.については、「音波は全方位に伝わる」ということから同位相ということになります。どちらかに逆位相ということがあると、その境目方向には伝わらないので、題意から外れます。
2.「変位波」として考えようが「密度波」として考えようが物理現象は同一ですから答えは一緒にならないとおかしい。
3.氏は三点が直線上にならんでいると想定しています。しかし、問題の車は壁と平行に走っているとしていますから、エンジンが運転者の横にあるような特殊車両でないとその想定には合致しません。この問題文から想起されるのは一般に普通乗用車としていいと思いますから、エンジンは前,あるいは後ろ,あるいは床下、またはエンジン音ではなく走行音としてもこれもまた床下のタイヤからと想定できます。そうすると定在波なんて関係なく、単に反射音と直接音の波の重ね合わせだけの問題であって、反射音の極性（あえて位相とは言わない）と遅延との関係だけ。
唯一難があるとすれば、「"固定端反射"という言葉が何を固定として反射するとしているのかわからない」といちゃもん付けられそうなこと。まあ壁だから"圧力が固定"(つまり変位は自由)って解釈する人はいないとは思うが、"薄い壁の向こうは空気"ってのが微妙。そのまま壁を押して室内の暖かい空気との間で反射係数がマイナスってことが誘導されてしまう人が出てくるかも。

Re:

[Anonymous Coward]

２について、
音波を密度波とみる場合と、変位波とみる場合では、壁に反射されたときの位相変化が異なるように思います。
固定端を、素直に変位に対する固定と解釈した場合、密度波については自由端となるはずです。境界面での空気密度に制限はありませんから。
結果、弱めあう条件は、半波長分、密度波と変位波で異なると思います。

実際の人間の耳は圧力変化を主に感知するので密度波として考えるべきでしょうが、高校生にはこれは判断できないということが問題だと思います。