クントの実験

実験目的

音の波形を可視化して、周波数の違いでどのような変化が見られるかを観察し、音速を求める。

方法

　プラスチックの筒に発泡スチロールを入れ、低周波発振器とアンプを接続したスピーカーから音を出し、発泡スチロールを振動させた。低周波発振器は以下の振動数に設定し、その近辺で探すと結果が現れると考えた。
気温26℃において音速347.1m/sとする。（∵331.5＋0.6×26＝347.1）
筒(0.8m)の両端が閉口端なのでこのように推測した。
１．山１つ（節2つ）のとき　 f=347.1/(0.8×2)＝216.93Hz
２．山2つ（節3つ）のとき　 f=347.1/(0.8×2/2)＝433.87Hz
３．山3つ（節4つ）のとき　 f=347.1/(0.8×2/3)＝654.90Hz

結果

クントの実験では、プラスチックの筒に入れた発泡スチロールが、筒の共鳴によって次の映像のような状況になる。

この共鳴は、以下の振動数のときに見られた。

１．214.0Hz 　山と山の間隔0.8cm

２．446.0Hz 　山と山の間隔0.7cm

３．666.0Hz 　山と山の間隔0.5cm

ここで、音速を計算する。音速はv = fλより、周波数に波長をかけると求めることができる。
�@について計算をする。このとき、周波数と波長は以下のようになる。
f =214.0 Hz, λ = (2×0.8 m)/1 = 1.6 m
よって、音速は、
v = fλ = 214.0 Hz × 1.6 m = 342.4 m/s
同様に、�Aの音速は
v = fλ = 446.0 Hz × (2×0.8 m)/2 = 356.8 m/s
�Bの音速は
v = fλ = 666.0 Hz × (2×0.8 m)/3 = 355.2 m/s
となる。