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縦波について説明した次の文章中の空欄ウ・エに入れる式と記号の組合せとして最も適当なものを、後の①～⑧のうちから一つ選べ。

図5の(i)のように、振動していない媒質に等間隔に印をつけた。この媒質中を、ある振動数の連続的な縦波が右向きに進んでいる。ある瞬間に、媒質につけた印が図5の(ii)のようになった。ただし、破線は(i)と(ii)の媒質上の同じ印を結んでいる。また、媒質が最も密になる位置の間隔は \(L\) であった。
そのあと、再び初めて(ii)のようになるまでに経過した時間が \(T\) であるならば、縦波が媒質中を伝わる速さはウである。
また、(ii)のa、b、c、dのうちエの部分では、媒質の変位はすべて左向きである。

図 5
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
ウ \(LT\) \(LT\) \(LT\) \(LT\) \(\large\frac{L}{T}\) \(\large\frac{L}{T}\) \(\large\frac{L}{T}\) \(\large\frac{L}{T}\)
エ a b c d a b c d

#共テ22本試物理基礎

2つの波の基本式 \(v = fλ\) 、\(f = \large\frac{1}{T}\) より \(v = \large\frac{λ}{T}\) でありますが、図5より波長は \(L\) と読み取れ、また題意から周期は \(T\) であるので、速さは \(\large\frac{L}{T}\) となります。

また、縦波における媒質の変位というのは
このようなことであり、


aの部分はすべての媒質が定位置より左にズレていて、
cの部分はすべての媒質が定位置より右にズレていて、
bの部分は左側の2個は左にズレ、右側の2個は右にズレていて、
dの部分は左側の2個は右にズレ、右側の2個は左にズレています。

ということで媒質の変位がすべて左向きであるのは aの部分 です。

答えは ⑤ です。